MSC ACTRAN -

MSC ACTRAN - моделирование и анализ акустических систем

Применение

Программный комплекс для анализа акустики. Моделирование возникновения, распространения и поглощения шума. Внешняя и внутренняя акустика, виброакустика, аэроакустика, шум газотурбинных двигателей.

Actran – программный комплекс для моделирования возникновения, распространения и поглощения звука в акустических средах (воздух, вода, и др.). Полностью связанная виброакустическая постановка позволяет учесть взаимное влияние акустической среды и конструкции. В случаях, когда влиянием среды на конструкцию можно пренебречь, возможен учёт односторонней связи; при этом упрощается моделирование и повышается скорость счёта.

Про разработчика MSC Software

Эта программа произведена одним из самых сильных разработичиков CAE систем.
MSC Software - разработчик и поставщик программных продуктов, систем и услуг в области информационных технологий, использование которых обеспечивает повышение эффективности разработки новых изделий и производства продукции.

Пользуясь программами и услугами MSC Software для моделирования работы изделий и процессов их изготовления, компании по всему миру экономят средства и время на разработку и производство новой продукции.

Компания MSC Software поставляет свои программы и услуги:

• авиакосмическим и автомобильным предприятиям,
• производителям электроники,
• другим отраслям промышленности,
• высшим учебным заведениям.

• Вы сталкиваетесь с проблемами шума из-за вибрации ваших изделий
• Вы используете какое-либо программное обеспечение структурного анализа
• Вы используете методы/процессы для изучения акустической производительности вашего будущего изделия.

Краткое описание

В основе Actran лежат методы конечных и бесконечных элементов, позволяющие моделировать акустические эффекты как в замкнутых объёмах (полостях), так и в открытом пространстве с учетом условий неотражения звука на границах расчетной области. Богатая библиотека элементов и материалов предоставляет широкие возможности для моделирования. Основу библиотеки элементов составляют одномерные, двумерные и трехмерные элементы для решения трехмерных, двумерных и осесимметричных задач, многоточечные связи, бесконечные элементы и др.

Представленные в Actran материалы позволяют моделировать акустические среды (газы, жидкости), с учетом затухания и вязко-термических потерь в тонких слоях; упругие конструкционные материалы с учетом демпфирования; гиперупругие материалы в линеаризованной постановке; слоистые композиционные материалы; звукопоглощающие материалы в постановках с абсолютно жестким «скелетом», с абсолютно податливым «скелетом» и в общей постановке по теории Biot.

Анализ акустики производится, главным образом, в частотной области методом прямого интегрирования. Вместе с этим, поддерживается расчет на случайное воздействие, расчет собственных частот и форм, расчет частотного отклика модальным методом или комбинация модального и прямого методов для акустической среды и конструкции. Также поддерживается расчет переходных акустических процессов во временной области.

Типичные приложения Actran – моделирование внутренних и внешних акустических полей различных транспортных систем, например, моделирование звуковых полей в подкапотном пространстве автомобиля и проникновения шума в салон, моделирование распространения шума по выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания и далее в окружающее пространство, анализ шума в салоне самолета, исследование и подбор характеристик и конструкции звукопоглощающих устройств и покрытий в салонах транспортных средств, и т.д. Кроме этого, возможно проведение акустического анализа характеристик потребительских товаров, таких как динамик мобильного телефона, отдельно стоящие акустические системы,музыкальные инструменты, другие виды звуковоспроизводящих устройств и т.п.



Во многих случаях возникновение шума обусловлено явлением турбулентности в потоке среды (воздуха, воды, и др.). Общеизвестными примерами являются шум газотурбинных и ракетных двигателей, шум от движения транспортных средств, шум в системах вентиляции и кондиционирования, шум судовых гребных винтов и т.д.

Анализ подобных явлений предполагает наличие информации о скоростях, плотностях (где применимо), температурах, давлениях при нестационарном течении среды. Как правило, эту информацию получают путём проведения расчётов гидрогазодинамики в сторонних программах. Базируясь на этой информации, Actran позволяет рассчитать источники шума в потоке с переносом их на акустическую расчетную модель и провести расчет распространения шума, в т.ч., при необходимости, с учетом неоднородного поля средней скорости движения акустической среды (модуль Actran Aeroacoustics). Расчет источников шума в потоке среды производится в Actran на основе так называемых акустических аналогий. Аналогия Лайтхилла предполагает расчёты шума на скоростях Маха до примерно 0,2; аналогия Мёринга - до примерно 0.8 Маха.

Применение гибридного метода (расчёт гидрогазодинамики с последующим расчётом акустики) позволяет устранить проблемы диссипативности численных схем расчёта гидрогазодинамики, обеспечить корректные акустические граничные условия (неотражение от границ ближнего поля, и др.), снижает потребности в вычислительных ресурсах при анализе гидрогазодинамики и обеспечивает относительно невысокие уровни вычислительных затрат на собственно анализ акустики.



Actran позволяет использовать результаты расчёта гидрогазодинамики, получаемые во вращающейся системе координат (например, связанной с вентилятором или гребным винтом), а также для сектора пространства. В этом случае Actran автоматически интерполирует результаты на стационарную акустическую сетку, производит копирование секторов и получает результаты во всём требуемом объёме среды. На следующем шаге результаты переводятся в частотную область и в дальнейшем производится расчёт частотного отклика.



Анализ акустики турбомашин является сложной, но актуальной задачей. Проблемно-ориентированные модули Actran позволяют с высокой точностью моделировать шум воздухозаборников и проточных частей турбомашин, а также шум выходных устройств (сопла) с помощью метода Б.Г.Галёркина с использованием неструктурной p-адаптивной конечно-элементной сетки.

Высокая вычислительная эффективность счёта в Actran обусловлена применением современных матричных решателей – MUMPS и PARDISO, а также высокой степенью оптимизации математического аппарата, алгоритмов и программного кода.

Важной особенностью Actran является его тесная интеграция с MSC Nastran, которая позволяет эффективно использовать “сильные” стороны каждого из продуктов: анализ колебаний конструкции проводить с применением MSC Nastran(точность и скорость выполнения такого расчёта общепризнанны), а моделирование распространения звука в среде – с помощью Actran. В Actran реализована интеграция и с другими распространёнными системами структурного анализа и анализа гидрогазодинамики. Также с помощью дополнительных модулей Actran интегрирован с системой Adams.

Широкий спектр решаемых задач позволяет применять Actran при разработке перспективных моделей автомобильной, авиационной, космической, железнодорожной техники, потребительских товаров, электроники, промышленных систем добычи и переработки полезных ископаемых, и т.д.