从十多年前领导潮流的的声学有限元(FEM)和边界元(BEM)技术开始,LMS的声学分析软件已经经历了不同领域的上千个用户的验证。LMS声学解决方案包括常规应用,如结构辐射、空腔声场仿真以及特殊的声学工程问题,如发动机升速、流体产生的噪声或随机声学辐射等。通过将Sysnoise技术集成到LMS Virtual.Lab,LMS创建了世界上第一个声学品质工程环境,从概念开发,通过使用虚拟样机进行设计修改,最后到基于试验的验证。

       LMS Virtual.Lab Boundary Element Acoustics 声学边界元

LMS Virtual.Lab声学边界元软件是入门级、易于使用的声学仿真工具,用于预测和改进广泛的各种系统的声音和噪声品质。采用直接模型和嵌入的求解器技术,工程师能够更快地获得结果,并保证其精度。
    LMS Virtual.Lab声学边界元软件使用边界元法(BEM),可以有效地将复杂的三维几何模型简化为二维图形。只有结构系统振动或散射声场的表面区域需要进行建模。边界元模型的尺寸通常只限于几千个单元,同复杂的完整三维有限元模型相比,是更小、易于创建、易于检验,并易于处理的模型。这些简化模型可以在更短的时间内得出结果,使用户快速地了解其设计的声学品质。
    LMS Virtual.Lab声学边界元可以准确地模拟结构声学耦合现象,比如当声源产生结构振动时,这种情况通常都发生在重量较轻的结构上,如发动机压力的强烈变化使发动机进气系统振动,产生额外的辐射噪声。

    解决方案可以处理内部和外部辐射噪声问题,并囊括了广泛的应用,如板件的传递损失、电子或家用设备的声音品质、辐射噪声等等。解决方案可以与其它CAE软件一起运行,并无缝链接ABAQUS、ANSYS、CATIA CAE、I-DEAS、MSC.NASTRAN和PERMAS,是进行更高级、更专门应用的理想起点。

         LMS Virtual.Lab Advanced Numerical Acoustics 先进的数字声学

LMS Virtual.Lab先进的数字化声学软件是完整先进的解决方案,用于精确模拟具有复杂物理现象系统的声学品质。它可以使工程师以最佳的精度和速度模拟复杂的系统,包括声学和结构的耦合仿真。
    解决方案包包括边界元法、有限元法、和无限元法技术。这样解决方案就可以将特殊的影响考虑进去,包括:

·         声学体积吸声材料,如消声器系统

·         温度变化,如排气系统

·         时变现象,当声音或噪声不是谐波时

·         无限元,当边界元法不适用时可以进行声学辐射模拟,如轮胎撞击

·         管道中的气流影响

    对于大系统和更高频率来说,声学模型就会很大,这样计算时间就成为关键问题。LMS Virtual.Lab高级数字化声学软件将采用快速的迭代求解器进行处理,使有限元仿真的时间从几个星期减少到一天。Padé展开求解器缩短了在较大的频率范围内分析大型边界元模型的计算时间,使其从几天的时间缩短到几小时。多处理器和基于ATV的求解器可用于进一步加速声学仿真过程,最多可比原来加速100倍。所有可用技术都支持声学工程师及时得到准确的仿真结果,最终影响重要的设计决定。强大的动画显示帮助用户检查结构振动和声学特征,同时研究用于优化声学品质的设计改变。

    解决方案可以与其它CAE软件一起运行,并无缝链接ABAQUS、ANSYS、CATIA CAE、I-DEAS、MSC.NASTRAN、PERMAS。

·         LMS Virtual.Lab Structural Noise Radiation 结构噪声辐射

LMS Virtual.Lab结构噪声辐射是仿真优化工具,用于控制振动结构辐射的噪声,如通过内力激励的压缩机、齿轮箱、泵、涡轮机等等。采用这种解决方案,工程师可以快速模拟和验证声功率,深入地了解噪声问题的原因,及在进行实物试验前优化设计的声学品质。
    独特的ATV(Acoustic Transfer Vector)技术可以快速地分析不同的设计方案,并且可以有效地处理多域计算,而这对于旋转机械噪声特征的精确仿真是非常关键的。
    将结构的动力学载荷及一系列结构模态作为输入,即可计算出表面振动,用于多载荷条件。基于这些表面振动,声学求解器可以计算出在预定位置的总辐射噪声和声压级。和传统声学仿真方法相比,计算速度加快了100倍。采用ATV工具,机械噪声特征可以在一天内模拟出来,而这在原来需要几个星期才能完成。
    LMS Virtual.Lab结构噪声辐射包括满足ISO 3744网格辐射声功率的分析。针对声压级专用的显示和分析工具可以使工程师精确地了解其设计,使其快速分析多个设计方案,并满足要求的声学品质。

·         LMS Virtual.Lab Numerical Engine Acoustics 数字发动机声学

LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件是有效的工具,用于预测完整发动机升速的噪声辐射,以及了解噪声问题的原因。采用这种全面的解决方案,工程师可以模拟和优化发动机设计的声学品质。

    LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件使用来自于通过Virtual.Lab Motion进行多体动力学分析、外部计算或测量得到的激励力。采用这种动力学载荷数据及结构模态(由标准有限元软件算出),评价表面振动,用于多范围工况,并从中预测声学辐射。
   采用LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件,工程师可以快速创建声学网格。与众不同的声学网格生成是基于声学网格包裹在结构网格之外。边界元法声学网格可以自动适应分析频率范围。最终将建立一个准确声学网格的时间从几个星期缩短到几小时。

    解决方案的求解器使用了独特有效的ATV技术,可以进行快速多转速分析,并在分析不同设计方案时加速计算的再运行。基于表面振动,可以预测特定位置的总辐射噪声和声压级,将整个发动机噪声辐射过程从几个月缩短到一天。
    基于以上结果,工程师可以通过ISO 3744标准网格分析总辐射功率和对激励力的声学灵敏度,并使用一套清晰的显示工具研究得到的声压级。
·         LMS Virtual.Lab Random Vibro-Acoustics 随机振动声学

对于某些结构来说,工程师必须要处理随机激励引起的振动和声学问题。LMS Virtual.Lab随机振动声学软件是专门开发出来用以解决这些问题的。这个完整的解决方案可以计算结构响应,如振动幅度、内力以及应力、和声学响应,如声音传递和散射。LMS Virtual.Lab随机振动声学软件是一种理想的工具,用于评价包括飞机机身、飞船发射器导流罩和卫星等航空结构的随机激励影响,如强大的喷气发动机或火箭气流的波动等等。
    LMS Virtual.Lab随机振动声学软件是灵活的解决方案,包括结构和声学载荷计算,机械力谱(PSD)和如扩散场及部分相干载荷等声波激励。声学网格采用Virtual.Lab创建,可以节约几个星期的建模时间,同时也可以使用通用的CAE前处理器创建。求解器采用双向流固耦合模型,同时考虑确定性和随机性。
   采用专门的后处理工具,工程师可以利用所得结果确定是否关注声音传递或结构响应,然后采用快速修改预测软件评价结构变化对振动声学响应的影响,或者运用基于网格的设计工具将结构变化应用于有限元模型。 

·         Aero-Acoustic Modeling 流体声学建模

在减少主要的噪声源,如道路噪声或车内发动机噪声之后,工程师现在面临的复杂工作是如何减少所有部位产生的所有类型的流体噪声。流体声学模拟解决方案帮助工程师准确地预测和解决流体引起的噪声问题,例如从电器设备的风扇噪声和飞机的涡轮噪声。

    流体声学模拟软件采用实用的方法,基于流体声学类比处理,预测流体噪声。它从可以使用ANSYS CFX、FLUENT或STAR-CD等流体软件计算得到的等效流体声源。然后,它可以采用边界元技术算出最终的辐射或散射噪声。
    这种有效并节约成本的解决方案只需对系统的边界建模,得出易于创建、处理和检验的较小的声学模型,却为实际问题提供了准确的解决方案。强大的后处理工具可以使工程师分析并显示声学模型修改的结果。·         LMS Virtual.Lab Interior Acoustics for Nastran  内场声学,使用NASTRAN求解器

LMS Virtual.Lab内场声学软件是用于系统级振动声学预测和内场噪声分析完整的解决方案。它可以提供单一的用户环境,集成所有必需的过程步骤,用以评价和优化内场声学:创建模型、建立边界条件和激励、解决流体耦合和结构响应;管理MSC.NASTRAN运行;后处理、显示、分析和修改。

    专门的内场声学工具包括为结构空腔创建有限元网格的网格生成器。面板贡献量分析工具可以使用户分析单个面板对车内声压的贡献。LMS Virtual.Lab内场声学还可以提供面板定义工具,将面板定义为结构和声学网格表面上面的组合,使用户在建立其贡献量分析时具有最大的灵活性。
   采用LMS Virtual.Lab内场声学方案,工程师可以管理整车模型、力输入等,用以预测系统级模态或传递函数,进而分析整个声场中单个面板的贡献量。它们包括来自车内座椅的体积吸声和来自模型饰件的结构阻尼。

    LMS Virtual.Lab用户界面可以捕捉分析过程中的每一步,可以自动重新运行整个建模和仿真过程,并快速地分析不同的设计方案。

·         Inverse Numerical Acoustics 数字声学逆计算

数字声学逆计算模块(Inverse Numerical Acoustics)可以提供特殊的过程,即将通常为“正向”的边界元解决方案的过程倒过来:它计算出的表面振动,最有可能是声场中测得已知声压的原因。
    基于ATV(Acoustic Transfer Vector)技术,可以在多频率及多载荷情况下得到表面振动。线性或样条插值方法(Linear or spline interpolation methods)可以在最初计算和存储的频率点间插值得出ATV系数,而无需更多的计算。) 

    声学逆计算方案本身采用奇异值分解技术,由用户给定误差容限控制。如果辐射表面某些部位的振动是已知的(通常为零),那么求解的速度和精度就可进一步提高:这些已知值可以定义并输入到LMS SYSNOISE模型中,从而减小了求解未知逆问题的规模。

    声学逆计算方法也是其它方法的一种补充,如声全息和空气声源量化分析(ASQ)。它对声压测量的场点数目和位置没有限制,也不限制单元数目或网格几何模型,因此是进行问题诊断的强大技术工具。通常的应用领域包括发动机噪声、轮胎噪声和齿轮箱噪声。
·         Multi-layer Trim Acoustics 多层内饰声学分析

多层内饰声学软件可以预测3D多层吸声板的振动声学响应,通常这些吸声板用于汽车、越野车、轮船、火车和飞机等设备。它可以精确地模拟弹性层振动和吸声层气孔气流之间的相互作用。用户可以选择弹性层、多孔层或声学层的顺序,并指定每一层的材料属性。它可以详细分析多孔层的气流和弹性层的位移,包括能量密度。以及计算表面导纳和面板传递损失。多层内饰声学模块与LMS SYSNOISE紧密集成,可以使面板设计师采用这种独特的工具,进行多层优化。

功能强大的声学分析工具—LMS Virtual.Lab Acoustic

本网站由阿里云提供云计算及安全服务