Акустические расчеты

Акустические расчеты исследуют распространение волн звукового давления в акустической среде. Акустические или звуковые волны могут быть обусловлены упругими возмущениями, возникающие при деформировании твердотельной структуры, контактирующие с акустической средой. Новый тип элемента позволяет моделировать связанные задачи упругих деформируемых твердых тел с акустическими средами.

Акустические расчеты доступны для двух типов анализа – модальный и частотный. Для акустической среды исследуются возмущенные и избыточные давления и плотность относительно исходных равновесных состояний. Модальный анализ позволяет определить собственные формы и частоты объема жидкости или газа, а также собственные формы, возникающие в результате взаимодействия упругих тел с акустической средой. В частотном анализе вычисляется отклик системы как функция, зависящая от частоты возбуждения внешней нагрузки. Данные типы расчета служат, например, для устранения шума в транспорте в соответствии с санитарными нормами, для анализа распространения шума в зданиях и сооружениях, разработки акустических фильтров (глушителей).

Общие принципы

Для задания акустической среды требуется создать материал с скоростью звука и плотностью и создать блок «акустическая среда» (FLUID) с этим материалом. Поддерживаются объемные элементы всех порядков в том числе спектральные.

Результатом расчёта модального анализа свободного акустического объема будут формы распределения акустического давления:

Для удобства использования в библиотеку стандартных материалов добавлены два акустических материала – Воздух и Вода.

Связанные задачи

Связанные задачи акустики моделируют взаимодействие твердых деформируемых тел с акустическими (жидкими или газообразными) средами. Связанные задачи акустики в CAE Fidesys рассчитываются относительно функции потенциала акустической скорости. Наиболее предпочтительным методом определения взаимодействие (FSI) между твердым телом и акустической средой является общая геометрия, обеспечивающая конформную сетку между элементами деформируемых тел и акустической среды. Если требуется учет диссипации энергии рекомендуется применять коэффициенты демпфирования к материалам упругих тел.

Результатом модального анализа связанной задачи будут формы распределения потенциала акустической скорости по объёму акустической среды и перемещения упругого тела:

Результатом частотного анализа связанной задачи будут графики отклика на гармоническое воздействие в узлах - акустического давление для акустической среды и перемещения, скорости, ускорения для упругого тела, а также вынужденные формы распределение акустического давления, перемещений, скоростей, ускорений.

Пошаговый пример