航空聲學的案例
LMS Virtual.Lab航空聲學解決方案
本貼中有兩個PDF，其中一個是VL在航空聲學方面的解決方案，內容以波音777為對象，詳細介紹了飛機各種噪聲以及數值評估和實驗方法，包含了LMS Virtual.Lab 10中最新的解決湍流邊界層激勵飛機機艙壁噪聲的VATV (Vibro-Acoustic Transfer Vector)方法，另外還有各種艙壁的傳遞損失評價等內容，在最后，介紹了航空發動機噪聲，包括發動機非平衡工作引起的噪聲、管道聲模態、氣動噪聲等等。內容非常多，希望對大家有幫助！另一個PDF就是對應第一個PDF中的波音777艙壁隔聲量計算（VATV）的一些理論和數據，非常有實用價值！希望我提供的這些對于大家的學習有一定幫助！謝謝！
Acoustic Solutions for Aircraft Noise & Vibration_March2011.part2.rar
Acoustic Solutions for Aircraft Noise & Vibration_March2011.part1.rar
BOEINGmontgomery_AIAA2004_TBL.pdf
BOEINGmontgomery_AIAA2004_TBL.pdf
展開 人類對航空聲學感知的沉浸式音景
人類對航空聲學感知的沉浸式音景
城市空中交通 (UAM) 是一種新興方法，可滿足郊區和城市環境中日益增長的航空運輸和運營需求。UAM 實施的目標是為周圍人口稠密地區的人員和貨物創建安全高效的交通系統。考慮到在后勤、國防和人道主義工作中的潛在應用，新一代飛機的開發正在進行中，以創建針對 UAM 任務優化的系統。新興的 UAM 飛機由電池供電，大部分是自主的，適用于商業和國防應用。
UAM 安全是運營商以及周圍民眾最關心的問題。由于與噪音污染增加相關的社區健康風險，聲學是城市環境中 UAM 平臺的一個重要考慮因素。UAM 噪聲暴露可能導致的不良健康狀況包括疲勞、心理聲學影響和耳鳴。在整個航空界，基于聲學的分析和先進的降噪技術被認為對于 UAM 實踐的可持續性至關重要。
超越無限
為了激勵更多公司開發和部署范圍廣泛的電動垂直起降 (eVTOL) 技術，美國空軍發起了 Agility Prime 計劃。該計劃旨在利用和加速商用功能，Infinity Labs抓住機會將領先的 Ansys 功能集成到下一代聲學分析框架中，以造福 UAM 社區。
根據 Infinity Labs 首席創新官兼聲學工作首席研究員 Nicholas Kuprowicz 博士的說法，“我最初的想法類似于谷歌地圖，你可以使用谷歌街景跳轉到地圖并在三個維度上環顧四周. 我想要飛機聲學的類似功能，您可以沉浸在虛擬/模擬環境中，隨時隨地聽到附近飛機飛行的聲音。”
Infinity Labs 成功展示了高保真建模和仿真功能，使人類能夠在虛擬空域環境中感知飛機聲學。該團隊利用Ansys Fluent和Ansys Sound等商用工具來建立能力，并驗證和驗證基于 eVTOL 機身和旋翼聲學的方法。
展開 聲學設計 | 沉浸式虛擬仿真環境，助力感知航空聲學
本文原刊登于Ansys Blog：《Immersive Soundscapes for Human Perception of Aviation Acoustics》
作者：Scott Granger | Ansys USAF和USSF項目總監
編輯整理：姚翔 | Ansys高級應用工程師
城市空中交通（UAM）是一種新興的交通方式，旨在滿足郊區和城市周圍環境中日益增長的航空運輸和運營需求。實施UAM的目標是為周圍人口密集地區的人員和貨物創建安全高效的運輸系統。考慮到在物流、國防和人道主義工作中的潛在應用，業界正在開發新一代飛行器，以創建針對UAM任務進行優化的系統。新興的UAM飛行器采用電池供電，并且在很大程度上實現了自動駕駛功能，因此非常適合商業和國防應用。
UAM的安全性是運營商以及周圍居民的首要關注點。由于噪聲污染的增加會帶來社區健康風險，因此聲學是UAM平臺在城市環境中的一個關鍵考慮因素。UAM噪聲暴露可能導致的不利健康狀況包括疲勞、心理聲學影響和耳鳴。在航空業界，基于聲學的分析和先進的降噪技術被認為對UAM實踐的可持續性至關重要。
超越無限
為了激勵更多的公司開發和應用各種電動垂直起降（eVTOL）技術，美國空軍啟動了“敏捷至上（Agility Prime）”計劃。
展開 設計仿真 | 直播預告-Actran 2023.2新功能搶先看
新版本包括新的聲學、振動聲學和航空聲學技術，將為聲學和NVH工程師提供新的工具，為創建復雜的模型提供更容易的方法，并為客觀和主觀地評估噪聲提供新的功能。
Actran 2023.2版本可以直接在Nastran有限元模型中進行統計能量分析；支持在統計能量工作流管理器中進行統計能量模型的混合建模；更直接的風扇氣動噪聲模擬技術；也提高了聲學包建模的簡易性，通過1維多層聲學材料的計算方法，快速方便的建立聲學包模型；用于輻射噪聲分析的新的聲學封裝模擬方法；新增加行人警示音分析的工作流管理器；簡化了用于連接不同腔體的細小管道的建模。
本期直播海克斯康講堂請到了Actran高級工程師白玉儒為我們帶來Actran 2023.2版本功能介紹，從功能講解到使用技巧，全面帶您領略Actran 2023.2新版本的專業與精彩！
1月18日 14:00
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直播內容聚焦
?? 支持Nastran NVH仿真的其他輸出格式
?? 用于窄管道建模的聲學鏈路組件
?? 在格林分析中支持平均流場和氣動聲源
?? 基于CFD計算結果的Ring of dipoles風扇氣動聲源
?? AVAS聲場預測WorkflowManager
白玉儒
海克斯康工業軟件聲學仿真專家
從事聲學仿真工作13年，有豐富的工程仿真經驗，負責聲學軟件的售前售后以及咨詢項目服務。
展開 
設計仿真 | 直播預告-Actran2023.1新版本功能介紹
Actran 2023.1新版本發布
海克斯康工業軟件Actran 2023.1版本正式發布，該版本包括新的聲學、振動聲學和航空聲學技術，將為聲學和NVH工程師提供新的工具，為創建復雜的模型提供更便捷的方法，并為客觀和主觀地評估噪聲提供全新的功能。
Actran 2023.1新版本增加了不少亮點功能，其中增加了基于實驗的聲源逆向識別法；在電機噪聲工作流管理器中增加了對斜級電機和軸向電機的支持；在阻尼優化工作流管理器中增加了阻尼片位置自動選擇的功能；在SEA模型中增加了使用插入損失定義聲學內飾件的功能；在氣動噪聲實時讀取CFD數據時支持對EnsightGold格式的支持等。本期直播海克斯康講堂請到了工業軟件聲學仿真專家白玉儒講師為我們帶來Actran 2023.1新版本功能介紹，從功能講解到使用技巧，全面帶您玩轉Actran！
展開 OMNIS – 如何在汽車領域應對當今和未來的多物理場仿真挑戰？
覆蓋從流體-結構相互作用仿真到航空聲學分析和各種復雜的流動物理學，如多相和多物種流，以及與優化框架的聯系。OMNIS 通過 OMNIS/Turbo、OMNIS/Open、FINE/Marine、FINE/Acoustics 和 FINE/FSI-Oofelie 提供了一系列強大的求解器，還提供了一個用于連接外部工具、開源工具和求解器的 Python API。
例如，汽車外部空氣動力學的主要焦點是預測阻力和升力的準確性，阻力和升力用于衡量設計性能。雖然這些仿真通常任務繁重，但數值算法必須是有效的、經過驗證的，仿真工作流程必須是穩健的、獨立于用戶的。為了實現這些目標，OMNIS/Open 為汽車空氣動力學模板提供了最佳的網格、數值和物理設置，預設了最大的速度和穩健性，并且幾乎無需用戶干預。
OMNIS/Turbo 的結構化方法對于旋轉機械周邊設備（如渦輪增壓器或水泵）來說十分有益，這也是上文所提到的；與市場上的其他技術相比，其速度和精度都有明顯的優勢，速度提高了 10 倍到 20 倍！當利用 HPC 將 CPU 和 GPU 結合起來時，速度優勢會更進一步提高。在離心式壓縮機上，可以獲得 3 到 5 倍的速度提升。
另一方面，由于移動部件和體與體接觸 (body-to-body contact)，傳統流動求解器無法勝任齒輪箱潤滑分析。OMNIS/LB 能夠在中觀尺度上處理復雜的幾何形狀，而無需耗費精力設置和微調網格。該解決方案提供了 LES 級的表示，可以捕捉復雜的現象，如飛濺、滴落、晃動等。
得益于開放的架構，OMNIS 還支持基于強大的求解器插件 API 集成內部求解器。C/C++、Python 或 Fortran API 提供了所有的構建塊，然后將它們組合在一起，與外部求解器耦合，使其獲得上述所有能力。
展開 eVTOL飛行器螺旋槳多學科設計分析與優化
然后，這些用于航空推進、航空聲學和應力分析的參數化模型被自動化到ESTECO modeFRONTIER模塊化MDAO工作流程中，并發布在VOLTA SPDM平臺上，準備執行。
圖3 在VOLTA SPDM平臺利用ESTECO的modeFRONTIER仿真過程自動化工作流程
該工作流程實現了eVTOL螺旋槳的優化框架，目標是滿足四個學科相關目標。就氣動推進力學學科而言，項目組感興趣的是最大化推力，同時最小化螺旋槳的扭矩。從聲學學科來看，目標是盡可能安靜，所以項目組對最大限度地降低聲壓級感興趣。最后，項目組納入了有限元分析（FEA）學科，項目組希望最大限度地減少螺旋槳質量，并確保項目組的應力在允許的范圍內，從而滿足要求。
使用ESTECO專有的pilOPT算法為eVTOL螺旋槳找到了最佳幾何形狀，并在上述目標之間進行了最佳權衡。專有的pilOPT算法是ESTECO最先進的優化策略之一。它可以自適應您的設計問題；根據需要隨時調整策略，在合理的時間內獲得具有折衷空間覆蓋的帕累托邊界。
一旦建立了MDAO工作流，它就會被發布到ESTECO VOLTA企業平臺上來執行。由于其網絡界面和SPDM的協作環境，VOLTA加快了學科專家和利益相關者之間的溝通。該框架還加強了仿真和業務流程的標準化和形式化，將其作為一種制度化方法，促進了知識重用，并促進了所需資源的共享。
展開 產品創新 I OMNIS – 如何在汽車領域應對當今和未來的多物理場仿真挑戰？
覆蓋從流體-結構相互作用仿真到航空聲學分析和各種復雜的流動物理學，如多相和多物種流，以及與優化框架的聯系。OMNIS 通過 OMNIS/Turbo、OMNIS/Open、FINE/Marine、FINE/Acoustics 和 FINE/FSI-Oofelie 提供了一系列強大的求解器，還提供了一個用于連接外部工具、開源工具和求解器的 Python API。
例如，汽車外部空氣動力學的主要焦點是預測阻力和升力的準確性，阻力和升力用于衡量設計性能。雖然這些仿真通常任務繁重，但數值算法必須是有效的、經過驗證的，仿真工作流程必須是穩健的、獨立于用戶的。為了實現這些目標，OMNIS/Open 為汽車空氣動力學模板提供了最佳的網格、數值和物理設置，預設了最大的速度和穩健性，并且幾乎無需用戶干預。
OMNIS/Turbo 的結構化方法對于旋轉機械周邊設備（如渦輪增壓器或水泵）來說十分有益，這也是上文所提到的；與市場上的其他技術相比，其速度和精度都有明顯的優勢，速度提高了 10 倍到 20 倍！當利用 HPC 將 CPU 和 GPU 結合起來時，速度優勢會更進一步提高。在離心式壓縮機上，可以獲得 3 到 5 倍的速度提升。
另一方面，由于移動部件和體與體接觸 (body-to-body contact)，傳統流動求解器無法勝任齒輪箱潤滑分析。OMNIS/LB 能夠在中觀尺度上處理復雜的幾何形狀，而無需耗費精力設置和微調網格。該解決方案提供了 LES 級的表示，可以捕捉復雜的現象，如飛濺、滴落、晃動等。
得益于開放的架構，OMNIS 還支持基于強大的求解器插件 API 集成內部求解器。
展開 設計仿真 | 海克斯康助力eVTOL革命：多學科仿真技術引領空中交通新時代
噪聲預測：分析艙內艙外噪聲，優化聲學處理措施，提高舒適性和符合環保要求。
eVTOL研發面臨的挑戰
開發eVTOL并不像將燃油車改裝成電動車那樣簡單，圍繞安全性和適航性還有其他的挑戰和嚴格的標準需要應對。如可靠性（充電并進行最低限度的安全檢查）、故障保護和系統冗余、eVTOL有更大的電力需求，需要設計更高的功率密度以實現輕量化和性能提升、還有高速度帶來的工程挑戰、推力和轉子負載，這兩種負載均是電動汽車所沒有的。冷卻要求，需確保冷卻系統在高空以及俯仰和回轉機動操作期間的有效性。所有這些都需要在產品認證前通過全面的測試加以驗證。
關于eVTOL適航認證標準，目前主要有2個：1. 美國 FAA 認證。美國聯邦航空局（FAA）對eVTOL的認證主要參考其對無人機和輕型飛機的認證標準，同時結合eVTOL的特殊性制定的新規則。FAA強調飛行器的冗余設計、故障容錯能力和數據鏈路可靠性。2. 歐洲 EASA 認證。歐洲航空安全局（EASA）制定和發布了專門針對eVTOL的認證標準，重點關注飛行器的安全性、可靠性和環保性能。未來隨著eVTOL技術的普及，可能會出現全球統一的認證標準，以簡化跨國運營的流程。
02 海克斯康針對eVTOL研發挑戰的解決方案
海克斯康具有豐富的涉及多個學科的仿真解決方案，如結構、工藝、系統動力學、材料工程、自動駕駛、CFD、聲學等。通過我們團隊的合作，能夠創建用于整機設計和分析一體化的解決方案。
海克斯康一體化組合解決方案
海克斯康的解決方案，涵蓋了從部件到子系統、再到整機系統完整的解決方案。比如對動力系統的分析，從傳動系統的設計數據，亦或加上電磁模型，建立Romax傳動系統仿真模型，結合控制模擬，則可以進行轉子動力學、瞬態響應、傳動系統噪聲預測、熱分析、傳動元件疲勞壽命，流體流動和空氣動力學分析等。
展開 城市空運近期發展動向
優步航空產品總經理尼基爾?戈爾稱：“只有居民接受了我們才能大規模發展。”這需要設計并運營超低噪音飛機，目標是將噪音融入城市背景噪音中。
為了提高設計早期階段對航空聲學的分析，優步與專家合作開發了全新的噪音評級機制。通過對噪音超出環境聲音的程度進行測量來預測人群聽到飛機噪音的可能性。通過對早期電動垂直起降飛機的測試，優步的目標是比輕型直升機更安靜15分貝。
通過對噪音的研究，優步與美國陸軍研究實驗室達成研發合作協議，開發共軸同槳（共軸同向旋翼）。不像傳統共軸旋翼旋轉方向相反，這兩組旋翼同向旋轉，并且彼此只相差10度。
不平均布局的槳葉改變了聲學特性，降低了噪音。優步提升計劃平臺工程總監羅布?麥當勞稱：“對轉雙槳噪音大，螺旋槳同向旋轉時，不會產生對轉時產生的弱干擾問題。”每副槳葉是獨立驅動的，類似于飛機上的固定翼和高升力襟翼。主動控制的槳葉空間可使槳葉作為持續轉動力作動器，不需斜盤和變矩器調整升力。優步與Launch Point技術公司合作來開發電機和主動相位控制驗證器。
六、城市空運飛行器的最大挑戰是安全和認證。
早期的飛機可以按照21.17(b)部的特殊條款中的非常規飛機認證，相關適航標準還沒有制定出來。但工業界希望電動垂直起降飛機能按照2017年8月生效的重新制定的23部64修正稿認證。
23部64修正稿允許工業界開發相關標準，來對電推進系統、儲能系統、先進飛控和其他城市空運關鍵技術進行認證。
展開 模擬普利司通世界太陽能挑戰賽的旋轉輪空氣動力學
結果
模擬是在 KU Leuven 校區 Groep T Leuven 的應用流體力學和（航空）聲學研究組的 26 核、160 GB RAM 工作站上運行的。一開始穩定模擬52小時，對應4.5個CPU.h/M點。對于不穩定的模擬，靜止的輪子需要 440 小時才能穩定下來，而旋轉的輪子只需要 44 小時。這種差異可以完全歸因于在固定輪的情況下觀察到的渦流脫落。此外，由于旋轉的輪子，渦旋脫落的幅度和頻率顯著降低。
靜止（左）和旋轉（右）車輪的速度底視圖。
汽車下游 (x=-1.8) 垂直剖切面上的 Q 不變和表面流線（紅色）。與旋轉輪（右）相比，固定輪（左）顯示渦流脫落。
旋轉輪對皮膚摩擦阻力的影響很小，而壓力阻力很大。仿真結果還表明，前輪比后輪具有更高的壓力阻力。這可以用后輪中較低的滯止壓力來解釋。此外，氣流從前輪引起的渦旋脫落接近后輪。前輪下游尾流中的壓力（左側）低于后輪尾流中的壓力（右側）。
水平切口上靜壓的底視圖。
值得注意的是，車輪的旋轉減少了大約 40% 的阻力。這顯著影響了汽車設計，因為空氣阻力系數 C d A 降低了 10%。模擬提供了對旋轉輪周圍流場的詳細了解。在車輪前部和輪拱周圍觀察到一個小的再循環區。在這里，來自上游的氣流在車輪和輪拱之間匯合成單一的氣流。
流線按前輪胎周圍的速度著色。
結論
通過與 Fidelity Hexpress 和 Fidelity Flow 的合作，可以更深入地了解旋轉輪周圍的流場及其對壓力阻力的影響。車輪的旋轉導致車輪阻力降低 40%，整車的C d A 降低 10%。該案例研究增加了我們對仿真解決方案的信心，因為結果非常接近實驗測試（道路測試和風洞測試）。
參考
Borgions K., Holemans T.，太陽能汽車旋轉輪的空氣動力學模擬。
展開 
無人機集群探潛進展研究
在工程技術方面，航空工業、航天11院、中國電子科技集團等國內企事業單位正致力于無人機集群的工程技術驗證，北京泊松技術有限公司、廣州億航智能技術有限公司、零度智控智能科技有限公司等私營企業，也在進行相關試驗，具體情況如表4所示。
表4 國內無人機集群主要研究進展
可以看出，中國對無人機集群技術研究的起步與國外相差不是很遠，出現過領先國際水平的研究成果。且近年來隨著“翼龍”、“翔龍”無人機偵察機，“利劍”無人機戰斗機的研制成功，我國軍用無人機技術邁入世界前列。民用無人機產業也蓬勃發展，出現了包括大疆在內的具有全球競爭力的企業。中國的無人機集群技術具有堅實的基礎和良好的發展前景。
三、
探潛設備特點
探潛設備的信息源為潛艇的目標特性，即潛艇在海洋背景中體現出來的目標固有屬性，指的是潛艇的存在使得周圍海水介質的聲、光、磁、電、水壓、溫度等參數發生的變化。探測設備針對潛艇的一項或幾項目標特性可獲得潛艇相關信息，因此探測技術隨著潛艇目標特性研究的發展而發展。目前，最受重視的潛艇目標特性為聲特性，因此空中探潛設備主要分為聲學探測與非聲學探測兩大類，其中聲學探測為目前主要的探潛方式。
⒈聲學探測設備
航空聲學探測裝備已經非常成熟，主要有吊放聲吶、聲吶浮標、拖拽聲吶、激光/聲探裝備4種類型。
展開 干貨 | 永磁電機關鍵技術分析：材料、損耗、失效、驅控......
在有限元分析方面，眾多 CAD /CAE 軟件公司，如 Ansys、Flux、SIMULIA、UGS 等開發多物理場耦合計算工具，已應用于航空聲學、磁流體力學、動態流固耦合等領域，電磁計算的精度和效率逐步提高。
2007 年英國創刊的 《InternationalJournal of Multi Physics》雜志每年召開多場耦合會議，重點關注數值模型、模型計算、實驗調查，其中包括電機多物理場分析。
在傳統多物理場耦合分析方面，采用交替迭代的方法可以有效解決弱耦合以及周期穩態強耦合場問題，直接耦合方法則是分析暫態強耦合場問題的最佳途徑。
最初的多場耦合計算是采用順序單次耦合迭代方法，計算量較少，但是由于沒有考慮多場耦合，計算精確度較差。
針對單次順序耦合的不足，提出了同一模型順序耦合計算方法，省去了兩次建模的過程，但是要求多物理場的耦合模型剖分一致且合理，否則計算結果差距較大，并且計算量比較大。
同時，在分析含有外電路的直流無刷電機時，還需結合場路耦合分析，妥善處理非線性電路分析中仿真步長與計算量間的矛盾 。
展開 直播課程 | 快速的三維流動噪聲仿真
01/直播主題&時間
快速的三維流動噪聲仿真
11月13日（星期五） 14:00~15:00
02/您所期待的內容
- 氣動噪聲仿真方法及發展
- MSC氣動噪聲聯合仿真解決方案
- 如何運用聯合仿真方法進行風機及管路氣動噪聲聯合仿真
- HVAC管道氣動噪聲聯合仿真實例演示
精彩預告
- scFLOW2Actran氣動聲學包的執行機制
- scFLOW2Actran氣動聲學包流程解析
scFLOW2Actran的設定界面
scFLOW2Actran的聲學網格和后處理
以HVAC系統氣動噪聲解析為例，展示如何在scFLOW中實現聲源和聲輻射分析
03/適合誰來參加？
- 具有CFD仿真基礎的高校學生、企業和研究機構的工程師
- 對航空、汽車聲學領域知識有濃厚興趣的朋友
04/參與方式
掃描下方二維碼注冊
或點擊注冊：https://mpages.mscsoftware.com/WBNCH-ALL2020-11-13Acoustics3Dsimulation_LP-Registration.html
參會須知
請至少提前1小時注冊，直播參會鏈接將發往您所填寫的注冊郵箱。
展開 【9月27-28日 上海】2019整車風噪性能開發高級研討會
曾主持實施汽車風噪、風機降噪、空調風管噪聲、聲學包開發、密封條隔聲研究等項目。
陳博士 懿朵科技
懿朵科技氣動聲學部門經理。
主要從事氣動聲學研究。曾主持實施多款汽車風噪性能開發、風扇降噪、航空氣動聲學項目等。給國內多家企業建立通用CFD軟件+計算聲學軟件仿真流程，培訓數百名工程師。
日程安排
會議詳情
會議收費及詳情
會議收費標準：3900元/人（為了保障課程順利進行，8月31日前您的安排如有特殊變動可以退款，9月1日開始概不退款）。
