ansys聲學仿真的案例
報名：ANSYS首席聲學專家談聲學最新仿真技術和應用研討會
深入了解內核
特邀ANSYS總部首席專家分享最新聲學仿真技術
以及電動汽車NVH，馬達振動噪聲等多物理場仿真應用
想必大部分駕駛員都有過類似的經歷：高速公路行駛時汽車內部變得嘈雜擾人，必須調高收音機音量才能聽到喜歡的電臺節目或者需要提高嗓音才能與乘客進行交談，這是在高速公路駕駛時空氣湍流流經車身造成的…在“人人都想擁有的吹風機”問世前，你是否知道戴森空氣動力學研究負責人也對其團隊發出靈魂三問：我們如何才能做得更好？我們怎樣才能讓空氣流動更快？我們怎樣才能消除空氣湍流？
諸如此類場景…其實聲學分析被廣泛應用于各個行業，如何讓求解相關聲學仿真問題更加便捷，工程師怎樣基于ANSYS Workbench對聲學問題進行快速求解。10月10日，我們將有機會與ANSYS首席專家趙力博士面對面，共話ANSYS聲學仿真最新技術和應用。本次研討會將對ANSYS Mechanical 聲學產品中的壓力聲學、建筑聲學、熱粘聲學和孔隙彈性聲學模塊，包括數理背景、有限元技術、復雜聲學材料特性、邊界條件、激勵聲源、求解器和HPC技術、前后處理器以及流固相互作用進行詳細闡述，深入討論振動聲學、ANSYS各產品之間的多物理場耦合技術與模擬流程及其工程應用，相信大家借此機會將對ANSYS Mechanical 聲學產品有更全面的了解。
特邀嘉賓
趙力博士，1983年畢業于南京工學院電子工程系。
展開 基于comsol熱黏性聲學模塊仿真聲學超材料的聲學特性
研究內容：
傳統的聲學吸收器被用于具有與工作波長相當的厚度的結構，這在低頻范圍的實際應用中造成了主要障礙。我們提出了一種基于超表面的完美吸收體，能夠在極低頻區域實現聲波的完全吸收。具有深亞波長厚度至特征尺寸k＝223的超表面由多孔板和螺旋共面氣室組成。基于完全耦合的聲學熱力學方程和理論阻抗分析的模擬被用于揭示基礎物理和聲學性能，顯示出極好的一致性。
圖1.傳統微穿孔板與聲學超表面的結構示意圖
圖2.論文中阻抗分析和數值模擬的吸聲系數曲線
數值模擬：
在comsol中利用熱黏性聲學接口對聲學超材料的聲學特性進行仿真分析。建立的幾何模型如下所示。
圖3.幾何模型的構建
吸聲系數曲線的數值模擬值如下所示：
圖4.數值模擬中的吸聲系數
理論計算：
通過聲電類比法計算得到聲學超表面的吸聲系數，其理論計算如下：
首先由經典的微穿孔理論得到吸聲結構的聲阻抗和吸聲系數：
yc為環繞型腔體的等效聲阻抗：
在計算軟件中導入吸聲系數理論計算的公式，從而計算出吸聲系數曲線
吸聲系數曲線的理論計算值如下所示
圖5.理論計算得到的吸聲系數
綜上，理論計算和數值分析的吸聲系數曲線具有很好的一致性，同時與論文中的結果完全相同。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”聯系我們
展開 聲學設計 | 沉浸式虛擬仿真環境，助力感知航空聲學
該計劃旨在促進和加速商用功能的應用，與此同時，Infinity Labs也抓住了機遇，將Ansys先進的功能集成到新一代聲學分析框架中，從而使UAM行業受益。
Infinity Labs首席創新官兼聲學工作首席研究員Nicholas Kuprowicz博士表示：“我最初的想法是設計出類似于谷歌地圖的功能，您可以使用谷歌街景進入地圖，并查看三維場景。我希望在飛行器聲學方面也實現類似的功能，讓您可以在任何時間和地點，沉浸在虛擬/仿真環境中，聆聽到在附近飛行器的聲音。”
Infinity Labs成功展示了高保真度建模和仿真功能，使人類能夠在虛擬空域環境中感知飛行器聲學。該團隊利用包括Ansys Fluent和Ansys Sound在內的商用工具實現了這項功能，并基于eVTOL機身和轉子聲學對這種方法進行了驗證和確認。得益于該功能，Infinity Labs可直接支持政府研究和行業硬件開發工作，并將其應用擴展到更廣泛的飛行器類型和操作環境中。由于人類對聲學的感知是飛行器航線規劃的重要影響因素，該公司預計這項功能在商業和國防領域的應用將獲得顯著增長。
展開 聲學仿真：船舶噪聲仿真分析
來源：舟山虛擬仿真驗證平臺
船舶噪聲來源主要有三個，分別是艙室噪聲、水下輻射噪聲以及自噪聲，分別介紹如下：
01
艙室噪聲
艙室噪聲是由船舶的結構噪聲和空氣噪聲共同引起的。除空氣聲源艙室和鄰近艙室中的艙室噪聲主要由空氣噪聲決定外，其它艙室的艙室噪聲主要由結構噪聲決定。
02
水下輻射噪聲
船舶在海上航行時引起的水下輻射噪聲，主要由機械設備振動產生的水下噪聲、螺旋槳噪聲、螺旋槳脈動壓力作用在艉部結構產生的水下噪聲和水動力噪聲組成。
03
自噪聲
自噪聲是指聲納接收換能器所接收到的其載體產生的噪聲和聲納設備本身產生噪聲的總和。
目前噪聲仿真分析技術已擁有聲振耦合分析功能，適用于仿真計算船體設備的振動引起的聲輻射、水下艦艇的聲輻射、阻尼與隔振等問題，并可以通過合理地優化船舶總體結構與各部件，達到減振降噪的目的。圖中是水下某艦艇聲輻射仿真分析應用示例。
展開 
直播 | 來一場形散神凝的聲學旅行，聲學仿真應用案例剖析
聲學是一門古老的物理學科，與人們的日常生活息息相關。除了理論分析和試驗測試之外，基于物理和數學模型的虛擬仿真分析技術正在扮演越來越重要的角色，并在研究的廣度和深度方面發揮了越來越重要的作用，聲學仿真已經成為人們研究聲學、認識自然的重要手段。
聲學仿真工具的熟練使用通常是影響產品設計周期的重要因素。因此，MSC Software聯合技術鄰組織了本次的直播課程，旨在為聲仿真工程師構建聲學基本方程與現象的理論框架、建立客觀與感官的橋梁、概覽聲學仿真技術、介紹各行業的聲學仿真應用現狀與趨勢。
展開 設計仿真 | Actran汽車聲學內飾NVH仿真專題培訓
圖 2 由有限元模型定義的SEA模型
針對汽車行業中車內NVH問題，Actran聲學團隊計劃開展“Actran汽車聲學內飾NVH仿真專題培訓”，以實操為基礎，結合真實案例，手把手幫您解鎖聲學內飾仿真技術，歡迎提早報名。
適合參加人員：
- 汽車行業聲學內飾NVH仿真工程師
- 汽車行業NVH設計人員
- 其他行業關注聲學材料特點及仿真技術的相關人員
培訓詳情
培訓簡介與內容
本次課程針對車內噪聲的NVH仿真分析進行培訓，特別是內飾車身（Trimmed Body，簡稱TB模型）的建模和分析關鍵技術要點進行詳細講解；培訓將涉及到有限元方法和統計能量方法，分別針對中低頻和高頻進行聲振耦合系統的建模和分析；同時對常用的多孔吸聲材料以及阻尼材料的聲學特性和建模參數進行梳理和講解；最后針對地板阻尼優化進行Actran流程管理器的演示。
培訓內容：
7月20日
· 汽車NVH聲學仿真方案的最新技術分享
· 應用于中低頻車內噪聲NVH仿真的有限元技術介紹
· 內飾車身的NVH車內噪聲建模操作
· 板件隔聲仿真分析方法介紹
· 板件隔聲建模操作
7月21日
· 應用于中高頻車內噪聲NVH仿真的統計能量技術介紹
· 基于有限元模型的內飾車身SEA建模操作
· 基于Actran地板阻尼優化工作流管理器的阻尼優化操作
培訓形式：
本次培訓采用線下講座與答疑方式。
展開 基于ANSYS Workbench的變壓器振動噪聲仿真分析
4 總結
本文通過基于ANSYS Workbench平臺的干式變壓器振動噪聲仿真，實現了在產品設計階段對其噪聲值進行預估的完整流程，可以幫助企業在探究變壓器噪聲的機理上，對產品及時做出改進，響應市場，提高競爭力。
文章來源：西莫電機
設計仿真 | 基于測試車輛聲學警報系統仿真
04 結論和未來工作
借助仿真，Yang 和通用汽車團隊成功開發出一種方法，考慮了AVAS 揚聲器的聲學指向性，并在過程中研究了其物理測試設置的穩健性。
這促使他們開發出一個合適的測試設備，幫助他們創建一個幾何形狀更簡單，但具有實際揚聲器所有基本聲音特性的虛擬揚聲器。虛擬揚聲器作為整車模型的一部分經過獨立驗證。
未來，通用汽車將利用在此間獲得的所有知識，將虛擬揚聲器應用于車內噪音預測，并評估揚聲器對于車輛聲學包的影響。
他們將把這一概念擴展到其他具有獨特聲學指向性且難以精確測量表面振動的車輛部件上。
免費報名｜軌道交通聲學仿真與測試及系統仿真技術研討會
3D平臺的新功能
16:20-17:30 聲學仿真技術的應用
板壁傳遞損失仿真及應用
先進的管路聲學方法進行空調系統及其消聲器的聲學仿真
變頻器/電機噪聲仿真技術
內外場氣動噪聲仿真及應用
系統級NVH及混合建模技術
17:30 問題討論
第二天 6月15日 星期四 (09:00-12:00)
9:00-10:30
高頻聲振問題統計能量法（SEA）建模的基本原理及典型應用
SEA+軟件的基本原理及演示
10:30-10:45 休息
10:45-12:00
高級虛擬SEA仿真技術及演示
相關試驗技術
12:00-12:15 問題討論
12:15-13:30 午餐
座位有限，報名從速！
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板壁傳遞損失仿真及應用
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高級虛擬SEA仿真技術及演示
相關試驗技術
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12:15-13:30 午餐
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展開 2017.06.14-15-成都-軌道交通聲學仿真與測試及系統仿真技術...
軌道交通聲學仿真與測試及系統仿真技術研討會
2017年6月14 -15日 成都
會議亮點：
? 高速列車模態測試技術
? 列車制動系統關鍵部件建模及半實物仿真技術
? 振動噪聲的仿真分析技術及高頻統計能量法
? 西南交通大學專家技術經驗分享
Siemens PLM Software在軌道交通工具方面具備一流的解決方案，在傳統軌道交通工具乃至韓國首爾的全新磁懸浮列車的設計中，我們都以出色的解決方案為客戶打造優秀品質，如LMS聲學及振動噪聲仿真與測試解決方案、多體動力學仿真技術、機電一體化系統仿真技術等。
在6月14-15日這一天半的研討會期間，我們的國內外技術專家將為大家講解如何全面高效的解決軌道交通工具的振動噪聲問題、制動系統的仿真問題，包含了模態測試方法，傳遞路徑分析方法，制動系統建模，管路聲學、進排氣、氣動噪聲的仿真，以及高頻統計能量分析法等，同時，西南交通大學圣小珍教授及趙悅博士也會針對最新研究與大家分享經驗和技術。此次研討會一定會為參會者帶來有價值的工程技術解決方案，為您打開新思路。
展開 
聲學設計仿真服務
隨著噪聲環保法規、振動和噪聲標準、終端用戶聲學舒適性等要求的不斷提高，聲學設計仿真的重要性逐步凸顯。如何開展車輛部件級、子系統、整車的聲學設計，消除異常振動和異響，提升聲品質，進而實現個性化、品牌化聲學設計，是產品研制需要重點關注的問題。
北京經緯恒潤科技股份有限公司專注于車輛聲學設計仿真技術，圍繞車輛可能的噪聲源，開展環境噪聲模擬、車輛動力傳動系統噪聲模擬、座艙內飾聲學仿真等，獲得產品設計的聲學性能，提前識別設計缺陷并進行設計優化，減少物理樣機的迭代成本，提高設計的效率和品質。同時，結合振動/噪聲測試，獲得實際產品的聲場分布和噪聲源定位，與模擬仿真結合，提出結構聲品質改進的建議。
汽車座艙內飾降噪優化設計
建立汽車內飾件彈性多孔材料模型，開展車身結構與車內聲腔模態的耦合分析，研究形成胎噪的結構聲和空氣聲傳遞路徑，最終指導內飾材料和聲學包布置優化設計。
超聲波雷達電-力-聲耦合仿真
建立超聲波雷達內部結構電力耦合、聲振耦合的多場耦合模型，詳細分析超聲波發射與接收過程的多物理場影響因素，對超聲波雷達設計提供指導，同時能夠對超聲波在雷達內部多次反射造成的異常響應工況進行故障定位。
新能源電驅動系統噪聲仿真模擬
針對新能源汽車中變頻電機的電流諧波和電磁諧波引發的高頻噪聲，對電機輻射噪聲、變速箱傳動輻射噪聲進行仿真、評估及優化，為新能源電驅動系統聲品質的提高提供依據。
展開 聲學仿真專題 | 直管的聲腔模態分析
本文從最簡單的直管出發，介紹聲腔模態的有限元仿真方法。
1 建模
兩端封閉直管內的空氣模型如下圖所示：
2 材料參數
空氣的密度和聲速如下圖所示：
3 網格劃分
有限元模型如下圖所示：
4 分析設置
聲腔模態分析的設置如下：
5 分析結果
前六階非零模態頻率如下：
6 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結果的正確：
7 兩端封閉直管改為一端封閉、一端打開
只需要在分析設置上稍作修改，兩端封閉的直管就可以變為一端封閉一端打開的直管，如下圖所示：
8 分析結果
前六階非零模態頻率如下：
9 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結果的正確：
10 兩端封閉直管改為兩端打開
只需要在分析設置上稍作修改，兩端封閉的直管就可以變為兩端打開的直管，如下圖所示：
11 分析結果
前六階非零模態頻率如下：
12 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結果的正確：
展開 柏林音樂廳的聲學仿真與驗證
房間的聲學參數來自計算獲得的脈沖響應。
仿真結果
聲學射線追蹤分析能夠深入了解柏林音樂廳的聲學行為。該模擬計算了從源發射的每條射線在 100Hz 到 5000Hz 頻率范圍內所攜帶的功率。
為了獲得房間脈沖響應，模型計算了沿每條射線的聲功率，同時考慮了空氣衰減以及混合鏡面反射和漫反射。脈沖響應能量衰減用于計算單個源-接收器對的房間聲學參數。軟件先全部計算了 10 個源-接收器的電平衰減曲線，其中每個房間的聲學參數都有 10 個值；然后計算了 10 個源-接收器的平均值，以找到房間大廳的整體平均值。
一個源–接收器在不同頻率下的電平衰減曲線。
通過一個代表三倍于最小可察覺差 (JND) 值的區間，對聲射線追蹤研究的結果與現場測量數據進行了比較。結果發現，早期衰減時間（EDT）與房間的感知混響密切相關；純凈度（C80）以及清晰度（D）的模擬值和測量值都非常吻合。
EDT（左）、C80（中）和 D（右）的仿真結果和測量結果比較。
發現這三個參數的測量值擬合良好，驗證了使用聲射線追蹤仿真研究這類問題的準確性。
柏林音樂廳小廳完整的聲學射線追蹤仿真。
展開 現代聲學與CAE工程仿真
所以，聲波本質上是非線性的，聲學的精確理論也應該是非線性聲學。只有當密度變化p和v均是微小量時，ρ和κs可分別用靜態常數值ρ0和κs0取代，方程中的非線性項可以拋棄，從而得到線性化的方程，
在通常的可聽聲強度下，線性聲學足以準確地描述聲波的運動規律。
因此，非線性聲學是關于有限幅度或大幅度聲現象的學問。非線性聲現象普遍存在，如聲共振腔內的駐波聲場，各種爆炸聲，發動機附近的震耳欲聾的聲，等等。按理，非線性聲學應該涵蓋在物理聲學之內。但是，非線性聲學內容極其豐富，范圍極其廣闊，因此獨立形成聲學的分支學科。
聲的非線性與媒質密切相關。有些媒質（如空氣，生物軟組織等）中易于形成大振幅非線性聲波，而在有些媒質（如水）較難形成非線性聲。
在非線性聲學中，很多熟知的概念必須更新；例如，聲速不再是一個常數，而是與媒質質點的運動速度成正比；聲波的波形在傳播過程中不再恒定（除了衰減之 外），而是隨著傳播距離的增加而發生畸形，甚至在極端情形下形成沖擊聲波；氣泡在聲作用下，發生強烈的非線性空化現象，等等。
由于非線性聲波不再滿足疊加原理，大大增加了處理此類問題的數學難度，故非線性聲學的發展遠不如線性聲學成熟完善。迄今，非線性聲學尚處于發展階段，是聲學中最具挑戰性的前沿基礎研究方向。
聲學領域常用的數值模擬方法
用于高質量音響的聲學仿真
聲學領域中基于物理原理的數學模型：
有限元(FEA )
邊界元(BEA )
聲線法(RAY&BEAM TRACIN G)
統計能量分析(SEA )
雜交方法 Hybrid Method
1. 有限元法和邊界元法
基于波動方程
適用于中低頻段
模態密度小
2.
展開 