ansys輪胎噪聲的案例
固鉑輪胎：基于輪胎噪聲數據的車內輪胎噪聲品質預測
供應商面臨巨大壓力，必須盡早對車內輪胎聲品質進行預測，這樣才能縮短開發周期，降低開發費用。噪聲評估的常用方法往往都有缺點需要改進：
車內噪聲評審試驗通常是比較有效的噪聲評價方法，但是需要提前安排車輛、時間、全部輪胎等
傳統的單胎試驗方法能夠測試輪胎聲壓級，但是不能預測車內乘員對輪胎噪聲的感受
傳遞路徑分析技術往往需要很高的人力物力成本，才能對每輛車輛的車內輪胎噪聲進行量化研究
輪胎供應商必須對輪胎進行優化設計，使之滿足多種車輛平臺的要求。基于上述原因，需要開發一種新方法，利用測試數據，得到聲品質特性，并對不同車輛平臺的車內主觀感受進行預測。
圖1：車內輪胎噪聲分解和組合的分析流程
車內輪胎噪聲合成
車內輪胎空氣聲合成方法參考下列公式：
其中NRvehicle(f)為車輛的頻域聲學衰減率(Noise Reduction, dB)。本案例中，NR函數可以視為一種數字濾波器。Tire(t)為輪胎近場聲壓級，包括四種測試狀態（道路行駛輪胎噪聲、4輪轉轂輪胎噪聲、單轉轂輪胎噪聲和輪胎測試臺架）。從不同測試狀態的噪聲貢獻中抽取出特定成分，重新合成為車內輪胎噪聲，如圖2所示。
圖2：車內噪聲合成框圖
主觀評審與客觀測試
對幾種不同設計方案的輪胎進行車內聲品質主觀評審和客觀測試，運行工況為滑行和50英里/時勻速行駛。通過主觀評審與客觀測試的回歸分析，確定了與車內主觀評審結果相關的參數，如圖3所示。
圖3：主客觀回歸分析；藍色為評審試驗結果；紅色為原始噪聲的預測結果；綠色為合成噪聲的預測結果
結 論
本文的研究方法結合主觀評審與客觀參數結果的回歸分析結果，對車輛輪胎噪聲聲品質特性進行預測，是一種魯棒性很強的方法。
展開 汽車的輪胎噪聲
汽車的輪胎噪聲.pdf
汽車的輪胎噪聲.pdf
m+p為固鉑輪胎提供最佳通過噪聲（Pass-by-Noise）解決方案
固鉑輪胎在德國擁有數個試車跑道用于其先進的噪音和振動的設計與開發。他們還為其他公司提供通過噪聲等關鍵領域的外包服務。固鉑輪胎已經選擇德國m+p國際公司為其提供基于GPS的通過噪聲（PBN）解決方案。
這是業界目前唯一個不需要采用光學發射器和雷達系統的單人操作汽車通過噪聲測試解決方案。光學發射器和雷達系統的安裝設定較為復雜，且有很多機械方面的限制。如果采用以前的系統，不同車型和不同測試任務均需要移動光學發射器的位置。但是，m+ p的 PBN解決方案可在短短數秒鐘之內完成安裝設定。同時，還能夠通過音響和指示器幫助操作員快速調整剎車離合位置，使得我們能夠快速的調整和重復試驗。最新的ISO 362標準第51條補充了原有1998年的汽車通過噪聲試驗標準標，通過許多軟件定制化的工作，操作員可以準確的識別換檔位置，幫助完成復雜的51條規定的數據采集任務。直到新方法被完全采用之前，PBN測試要求我們要快速完整的采集1998年規范和最新規范要求的數據。通過m+p基于GPS的單人操作通過噪聲測試系統。使得固鉑輪胎在進行長距離跑車試驗的同時，只需利用車內的空閑測量通道，就可輕松的完成汽車通過噪聲測試用以實時的處理結果和排除故障。
此方案的其他客戶端功能包括易于校準和便捷的儲存結果：用于提供新規范下的測試證書，可以在PBN試驗運行的起始過程中，實時采集室外的溫度和其它氣候數據，并且這些數據可通過簡單的一鍵按鈕將現有的結果轉換成Microsoft Excel格式輸出，同時，也可按標準模版打印數據結果。
如需了解更多關于m+p
SO Analyzer Pass-by-Noise系統詳情，請與我們聯系。
展開 電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）(在~20Hz-20kHz之間)的常見術語。引起這些振動的力可以來自許多來源。對于電機來說，這些力可能是驅動轉子軸的磁力，也可能是更大的驅動系統的一部分，比如軸承和/或齒輪。
圖1 汽車NVH示意圖
噪聲是電機的一個熱門話題，而諸如重量和成本降低等競爭性需求會帶來工程挑戰，如果不加以解決，可能會影響客戶滿意度和產品接受度，使用ANSYS工具將為如何全面解決電機噪聲提供工程指導。
1. 問題分析
本例以永磁同步電機模型為例。在Maxwell 2D中，利用該電機的1/8模型，計算定子內表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進行該電機三維定子的諧響應分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進行三維聲場分析。在Workbench中，Maxwell中計算的定子內表面徑向和切向磁拉時域力密度分布，作為激勵源，耦合到Mechanical 中進行頻域的諧響應分析；諧響應分析的結果，作為激勵耦合到ANSYS Harmonic Acoustic 中，作為噪聲分析的激勵。
幾何模型
圖2 模型示意圖
材料參數
，仿真過程中使用的材料為默認的結構鋼
2. 電磁力計算
圖3 1/8電機模型
分析模型為 Prius 電機的二維分析模型，建立Maxwell 2D分析流程。
打開【Workbench】->【Toolbox】->【Analysis Systems】，添加一個Maxwell 2D分析系統。
展開 
電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數為4，定子齒數為24個，轉子的轉速為1500rpm，求電磁振動產生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 ANSYS做的輪胎模型
給外輪胎分網格
!HPTCREATE,area,21,, coord,0,0.5493,0
vsel,s,,,2
type,2
mat,1
mshape,1,3D !定義單元形狀
mshkey,0
esize,0.02 !定義為自由網格
!可能要局部粗化
vmesh,all
vsel,all
!給輪胎束帶層分網格
vsel,s,,,1
type,2
mat,2
mshape,1,3D
mshkey,0
esize,0.02
!可能要局部粗化
vmesh,all
!在內胎的內面上施加面荷載
!13,14,67-70
asel,s,,,13,14
asel,a,,,67,70,1
nsla,s
SF,all,pres,0.63e6 !壓力單位為Pa
csys,0
save,finimodel,db
/prep7
!____________________________________________________定義路面_______________________________________________
block,rightb,leftb,-top,-thick1,frontb,backb !3
block,rightb,leftb,-thick1,-(thick1+thick2),frontb,backb !4
block,rightb,leftb,-(thick1+thick2),-(thick1+thick2+thick3),frontb,backb !5
block,rightb,leftb,-(thick1+thick2+thick3),-(thick1+thick2+thick3+thick4),frontb,backb!
展開 ANSYS輪胎-路面模型建立步驟
1.建立輪胎模型，輪胎中點和節點一起定義為一個剛體；2.加載
3.平動+滾動模擬車輪向前行駛。
4.分析
Ansys | 利用Ansys Motor-CAD NVH調諧分析噪聲、振動和聲振粗糙度
正確調諧NVH模型后，我們可以在Motor-CAD軟件中運行NVH分析，以便更好地了解整個工作范圍內的噪聲特征。最終，這將有助于避免產品重新設計和發布延遲，并且從長遠來看可以有效節省時間和資金。
汽車充氣輪胎的路面滾動模擬(流固耦合)（附ANSYS命令流&模型文件）
本技術案例展示了：
輪胎受車輛重力載荷壓縮
輪胎充氣模擬
輪胎與路面接觸模擬滾動
關鍵仿真模擬技術特征：
流體靜力學單元的建立
氣體材料模型建立
加強單元使用（REINF265）
計算結果
輪胎充壓（右）與不充壓（左）變形結果：
輪胎滾動模擬變形結果：
模型建立
為模擬實際情況，輪胎尺寸采用小型轎車尺寸建立幾何模型。
一、輪胎模型建立
采用SOLID186實體單元建立，先建立輪胎2D截面，后通過對軸旋轉成體。
二、輪胎內氣體模型建立
采用HSFLD242流體靜力學單元建立，先選擇輪胎內壁單元，采用EURF命令在輪胎內壁與輪胎中心點之間生成氣體單元。
ESURF, XNODE, Tlab, Shape
!Generates elements overlaid on the free faces of existing selected elements
實際中，輪轂區域不該存在氣體單元，如圖示，因此指定這部分單元為負體積氣體單元，以忽略該部分單元的影響。
三、輪胎內纖維加強模型建立
采用REINF265加強單元建立。選中輪胎外表面單元，采用ereinf命令定義加強單元。
EREINF
!Generates reinforcing elements from selected existing (base) elements.
展開 基于ANSYS Workbench的變壓器振動噪聲仿真分析
變壓器性能包括散熱、噪聲、振動、抗短路能力等眾多因素，變壓器作為電站主要設備之一，并且是變電站主要噪聲源設備是研究的重點，因此變壓器的噪聲問題一直是設計人員關注的重點。
本文根據GB/T1094.10變壓器聲級測定標準，結合變壓器額定負載運行工況，基于ANSYS Workbench平臺實現了變壓器噪聲分析，從而在噪聲產生機理上進行深入研究，不僅可以在變壓器設計階段預估噪聲值，還可以為有效降低變壓器噪聲提供科學依據。
2 噪聲分析理論基礎
2.1 電磁分析基礎
電磁場理論由麥克斯韋方程組（如下圖所示）來描述。
求解方法上，數值法優于解析法，近年來電磁場數值解法在工程及科學研究上的應用也越來越廣泛和高效。
電磁場的數值分析和計算通常歸結為求微分方程的解，對于偏微分方程，輔助邊界條件和初始條件即可獲得方程的定解。
ANSYS Maxwell 采用有限元法，將求解區域離散化為”單元“，采用Maxwell方程進行求解。
2.2 結構分析基礎
通過電磁場分析得到鐵芯和繞組所受的電磁力分布，對其進行傅里葉變換，可以得到電磁力各諧波分量的幅值和相位角大小，將其作為簡諧激勵源，進行結構的諧響應分析。
諧響應分析的運動控制方程為：
其中假設F和u做簡諧變化，則：
2.3 噪聲分析基礎
采用聲學有限元法求解聲學Helmholtz方程來計算聲場。
展開 基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
圖61 A記權聲壓級
4.結論
本操作案例僅介紹了如何在ANSYS Workbench平臺上，通過Maxwell電磁模塊與Mechanical模塊進行電機的電磁結構噪聲仿真的操作流程，對電機實際結構進行仿真計算時需要充分考慮電機的結構特點。
以上文章來源于ANSYS，作者ANSYS中國
ANSYS Fluent 19.0汽車表面寬頻噪聲模擬 ￥8.88
本教程使用ANSYS Fluent 19.0軟件，對一汽車模型外流場流動動所引起的寬頻噪聲進行聲學仿真，文檔內包含詳細的網格導入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數、后處理的設置。通過broadband noise方法求解獲得寬頻噪聲。詳細介紹了網格導入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數、后處理的設置。采用寬頻噪聲模型模擬外流場引起的寬頻噪聲，后期通過不同的模型修正獲得不同類型的噪聲衡量。
干貨 | ANSYS Fluent氣動噪聲仿真模型解析
氣動噪聲是由于氣流流過固體表面引起的氣流壓力擾動產生，它起因于氣體內部的脈動質量源（單極子噪聲源）、作用力的空間梯度（偶極子噪聲源）和應力張量的變化（四極子噪聲源）。氣動噪聲問題在各種高速機械中均有產生，比如高鐵、飛機、汽車以及旋轉機械等領域（見圖1）。
圖1 氣動噪聲的應用領域
ANSYS Fluent提供了三種解決氣動噪聲的方法，分別是直接計算法（CAA）、聲比擬法（FW-H方程）、寬頻法（Boardband Model）（見圖2）。由于聲波方程可認為是三維可壓縮N-S湍流方程的變形形式，所以求解N-S方程可以描述聲波產生和傳播現象。
但流動和聲學變量尺度跨度很大，所以CAA方法對于精度要求和硬件要求都很高，在實際工程問題中不可行。而更多采用的是將波動方程和流動方程解耦的聲比擬法和寬頻方法。具體理論方程可參考ANSY。
圖2 ANSYS Fluent中氣動聲學模型
以軸流風機為例，對其氣動噪聲進行仿真。首先進行穩態流場計算，可采用多參考系（MRF），為后面的瞬態計算提供初始流場；其次，可采用滑移網格進行瞬態計算，控制時間步長，且至少得到多個周期的變化方可結束；然后，開啟聲比擬模型，設置sources及receivers，進行聲場仿真，并輸出相關參數變化曲線；最后，通過傅里葉變換（FFT）得到聲壓級頻譜曲線（見圖3）。
展開 Ansys 2023直播合集！Fluent、LS-DYNA、電池熱、噪聲、電子設計...
本次系列直播將帶大家了解Ansys在Fluent、LS-DYNA、電池熱、噪聲、電子設計、光學...等方面的創新技術及應用案例，由多位原廠專家講解，相關行業的工程設計師們都可以來觀看學習哦~
點擊直播名稱，即可查看更多詳情介紹
時間
直播名稱
直播狀態
6月2日
Ansys Twin Builder 2023 R1新功能介紹
已結束
6月7日
基于分布式計算的新一代高性能門級功耗分析工具PowerArtist-SC介紹
未開始
6月8日
Ansys Discovery 2023 R1新功能介紹
未開始
6月13日
Ansys Fluent GPU求解器2023 R1 新功能與案例
未開始
6月15日
Ansys Fluent電池熱失控仿真實例與驗證
未開始
6月20日
RedHawk-SC SigmaDvD：突破性高局部噪聲覆蓋率的全新算法
未開始
6月27日
Ansys Camera鏈路一站式設計與仿真
未開始
6月29日
Ansys Speos 在鏡頭雜散光分析中的解決方案
未開始
7月4日
Ansys Speos Texture Mapping功能介紹及使用技巧
未開始
7月6日
Ansys Speos在HUD仿真中的解決方案
未開始
7月18日
LS-DYNA電池結構高級技術分析
未開始
7月20日
Ansys 多物理場解決方案在電源管理芯片的應用
未開始
7月25日
Ansys Zemax 生物醫療應用解決方案
未開始
7月27日
采用 Ansys 設計優化光子集成器件與電路
未開始
11月7日
Ansys Zemax 和 Speos 在HUD
展開 基于Ansys的汽車氣動噪聲數值仿真分析實例
計算結果與分析
由于車速超過100km/h，氣動噪聲比較明顯，所以我們選擇車速100km/h和140km/h作對比。
用CFX軟件作求解器和后處理工具，從圖2可以看出，后視鏡區域、車頭、頂蓋、輪胎處及側圍后部是聲壓比較大（大于75dB）的地方，車身表面聲壓的峰值81dB。從圖3可以看出，后視鏡區域、車頭、前擋風玻璃、頂蓋、B柱、C柱、輪胎處及側圍后部是聲壓比較大（大于75dB）的地方，車身表面聲壓的峰值84dB。相比前一種工況，聲壓較大的區域擴大了，聲壓的峰值提高了3dB。
圖2 車身表面聲壓圖（u=100km/h）
圖3 車身表面聲壓圖（u=140km/h）
結 論
通過分析可以看出，噪聲較大的區域多發生在氣流分離，湍流運動比較劇烈的地方，因此優化外形設計，減少突出物對氣流分離的影響是降低氣動噪聲的重要方法。
不同速度下，車身表面聲壓的分布圖，可以比較直觀地看到車身表面聲壓較大的地方。車速提高了40km/hr，聲壓的峰值提高了3dB。
展開 