Программы для расчета акустических систем на русском. Программы для расчета акустических систем: обзор популярных решений

Какие программы используются для расчета акустических систем. Как выбрать подходящее ПО для моделирования акустики. Чем отличаются WinISD, JBL Speakershop и другие инструменты для проектирования АС.

Популярные программы для расчета акустических систем

При проектировании акустических систем (АС) важную роль играет правильный расчет параметров. Для этого используется специализированное программное обеспечение. Рассмотрим наиболее популярные программы для расчета АС:

• WinISD
• JBL Speakershop
• LspCAD
• WinSpeakerz
• ARTA
• Room EQ Wizard

WinISD — простой и функциональный инструмент

WinISD — одна из самых популярных бесплатных программ для расчета акустических систем. Ее основные преимущества:

• Простой и интуитивно понятный интерфейс
• Широкие возможности моделирования закрытых и фазоинверторных корпусов
• Встроенная база данных динамиков
• Расчет фильтров и кроссоверов
• Построение графиков АЧХ, импеданса и других характеристик

WinISD отлично подходит для начинающих разработчиков АС. Программа позволяет быстро рассчитать основные параметры корпуса под конкретный динамик.

JBL Speakershop — профессиональный инструмент

JBL Speakershop — мощное профессиональное ПО для расчета акустических систем. Ключевые особенности:

• Два независимых модуля — Enclosure и Crossover
• Расширенные возможности моделирования корпусов
• Детальный расчет кроссоверов любой сложности
• Обширная база данных компонентов JBL
• Высокая точность расчетов

JBL Speakershop используется многими профессиональными разработчиками АС. Программа позволяет создавать сложные многополосные системы.

LspCAD — комплексное решение для проектирования АС

LspCAD — одна из самых функциональных программ для расчета акустических систем. Ее возможности:

• Моделирование корпусов различных типов
• Расчет кроссоверов и фильтров
• Анализ дифракции на ребрах корпуса
• Моделирование акустики помещения
• Оптимизация параметров АС
• 3D-визуализация конструкции

LspCAD подходит для комплексного проектирования акустических систем. Программа позволяет учесть множество нюансов и тонко настроить параметры АС.

WinSpeakerz — удобный инструмент для разработчиков

WinSpeakerz — популярная программа для расчета низкочастотных систем. Ее преимущества:

• Удобный интерфейс на русском языке
• Расчет закрытых и фазоинверторных корпусов
• Встроенная база данных динамиков
• Возможность добавления собственных динамиков
• Оптимизация параметров корпуса

WinSpeakerz часто используется разработчиками сабвуферов и низкочастотных систем. Программа позволяет быстро подобрать оптимальные параметры корпуса.

ARTA — профессиональный комплекс для измерений

ARTA — мощный программный комплекс для акустических измерений. Основные возможности:

• Измерение АЧХ, импеданса, искажений
• Анализ акустики помещений
• Измерение параметров Тиля-Смолла динамиков
• Расчет кроссоверов
• Анализ вибраций
• Поддержка различного измерительного оборудования

ARTA позволяет проводить комплексные измерения акустических систем и помещений. Это профессиональный инструмент для разработчиков и инженеров.

Room EQ Wizard — анализ акустики помещений

Room EQ Wizard (REW) — бесплатная программа для анализа акустики помещений. Ее возможности:

• Измерение АЧХ акустических систем в помещении
• Анализ времени реверберации
• Расчет параметров эквалайзера для коррекции АЧХ
• Генерация тестовых сигналов
• Измерение импеданса и параметров Тиля-Смолла

REW широко используется для настройки домашних кинотеатров и студий. Программа позволяет выявить проблемы акустики помещения и подобрать корректирующие фильтры.

Как выбрать программу для расчета АС

При выборе программного обеспечения для расчета акустических систем стоит учитывать следующие факторы:

• Сложность проекта — для простых систем подойдет WinISD, для сложных многополосных АС лучше использовать LspCAD или JBL Speakershop
• Опыт разработчика — начинающим подойдут простые программы вроде WinISD, профессионалам нужен более мощный функционал
• Необходимость измерений — для измерений понадобятся ARTA или REW
• Бюджет проекта — есть как бесплатные (WinISD, REW), так и платные профессиональные решения
• Наличие базы данных компонентов — важно для быстрого подбора динамиков

Для большинства любительских проектов будет достаточно возможностей бесплатной WinISD. Профессиональным разработчикам стоит обратить внимание на LspCAD или JBL Speakershop.

Особенности работы в WinISD

WinISD — одна из самых популярных программ для расчета АС благодаря простоте использования. Рассмотрим основные этапы работы в этой программе:

1. Выбор динамика из базы данных или ввод параметров вручную
2. Выбор типа акустического оформления (закрытый ящик, фазоинвертор и т.д.)
3. Расчет оптимального объема корпуса
4. Настройка параметров (размеры порта для фазоинвертора и т.п.)
5. Построение графиков АЧХ, импеданса и других характеристик
6. Оптимизация параметров для получения желаемой АЧХ

WinISD позволяет быстро подобрать оптимальные параметры корпуса под конкретный динамик и получить расчетные характеристики системы.

Преимущества профессиональных программ

Профессиональные программы для расчета АС, такие как LspCAD и JBL Speakershop, обладают рядом важных преимуществ:

• Высокая точность расчетов
• Учет множества дополнительных факторов (дифракция, взаимодействие динамиков и т.д.)
• Расширенные возможности оптимизации параметров
• Моделирование сложных многополосных систем
• Детальный расчет кроссоверов
• 3D-визуализация конструкции
• Экспорт данных для производства

Эти программы позволяют создавать акустические системы профессионального уровня с учетом всех нюансов. Однако для их эффективного использования требуется серьезный опыт в области акустики.

Роль измерений при разработке АС

Измерения играют важную роль при разработке и настройке акустических систем. Программы для измерений, такие как ARTA и REW, позволяют:

• Измерить реальные параметры динамиков
• Получить АЧХ готовой акустической системы
• Оценить влияние помещения на звучание
• Выявить проблемы в конструкции (резонансы и т.п.)
• Подобрать оптимальные параметры кроссовера
• Настроить эквалайзер для коррекции АЧХ

Измерения позволяют сравнить расчетные и реальные характеристики системы, выявить отклонения и внести необходимые корректировки. Это критически важно для получения качественного звучания.

Аудио-софт

PCB CAD Черчение схем Аудио-софт Микроконтроллеры Измерения Генераторы Расчеты Android Разное

JBL Speakershop

Популярное в России ПО для расчета сабвуферов и акустических систем. JBL Speakershop включает в себя две независимые программы: Enclosure Module и Crossover Module. Бесплатная.

Подробнее

SimpeS

Бесплатная программа для расчета импеданса динамиков, а также ряда других параметров, необходимых при оценке акустических систем.

Подробнее

LspCAD

Программа предназначенна для проектирования акустических систем. Помогает разрабатывать корпуса звуковоспроизводящей аппаратуры, громкоговорители, боксы, схемы пассивных кроссоверов, имеет мощный инструментарий для моделирования акустических характеристик помещения и дифракции ребер корпуса. ПО платное, но есть демо версия.

Подробнее

WinSpeakerz

Одна из популярных программ по определению параметров акустического оформления для низкочастотных головок различных стереосистем. Программа платная, но есть демо версия.

Подробнее

WinISD

Представляет собой небольшую, простую и удобную программу для моделирования акустических систем закрытого и фазоинверторного варианта исполнения, а также шести различных типов активных и целого ряда двухполосных пассивных фильтров первого и второго порядков. Бесплатная.

Подробнее

RightMark Audio Analyzer (RMAA)

Отечественная программа для тестирования качества аналоговых и цифровых трактов любой аудиоаппаратуры, акустических систем, а также MP3-, CD-, DVD-плееров, звуковых карт. Freeware

Подробнее

TrueRTA

Программное обеспечение, предназначенное для анализа и контроля входных аудио сигналов. Программа платная от 40$, есть бесплатная версия с ограничениями.

Подробнее

Room EQ Wizard

Java-приложение, предназначенное для анализа акустических параметров помещения и получения данных, необходимых для коррекции частотных характеристик. Программа бесплатная.

Подробнее

ARTA Software

Профессиональное программное обеспечение для проведения аудио измерений и анализа акустических и электрических параметров систем. Программа условно-бесплатная.

Подробнее

D.S.P.

Программное обеспечение, предназначенное для цифровой обработки аудиосигналов в режиме реального времени. Программа бесплатная.

Подробнее

Tone Stack Calculator

ПО ориентированное на разработку и модификацию различных вариантов темброблоков современных гитарных усилителей. Freeware.

Подробнее

RPlusD

Специализированный звуковой анализатор, измеряющий архитектурную акустику. Программа платная от 130$ (есть демоверсия).

Подробнее

Sample Champion

Высокоэффективная программа-спектроанализатор, созданная с целью исследования звуковых волн. Условно-бесплатная от 50 EUR. Есть 30-дневная триал-версия с ограничениями.

Подробнее

audioTester

Один из наиболее удобных и «навороченных» программных комплексов для проведения аудио измерений и настройки аудиосистем. Платная 39 евро, есть 30-дневная триал-версия.

Подробнее

Boxplot Speaker Design Tool

Программное обеспечение, предназначенное для конструирования акустических систем, расчета разделительных фильтров и цепочек Цобеля. Условно-бесплатная 25$.

Подробнее

SE Amp CAD

Программа предназначенна для проектирования и анализа выходных каскадов однотактных ламповых усилителей. Программное обеспечение SE Amp CAD было разработано в 1998 году, на данный момент не обновляется.

Подробнее

Perfect Box

Небольшая бесплатная программа для моделирования корпусов акустических систем под MS-DOS.

Подробнее

Программы для расчета акустических систем. WinISD.

Автор: Константин Панфилов

Весь софт для расчета АС требует больших усилий, для того, что бы просто разобраться, как эти программы работают. Это издержки всех инженерных программ. Интуитивно понятный интерфейс есть только у WinISD.

Кроме этого в WinISD есть все, что может понадобится в типовом реальном случае расчета АС. Что тоже является большой редкостью. Так почти все остальные программы страдают «упертостью» в каком либо направлении. Не позволяя посчитать очень простые, но необходимые  вещи. Изучив одну такую программу, вы совсем скоро обнаружите, что ее одной не хватает.

WinISD существует в виде бета версии. И она считается как бы недоделанной. Но  считает она практически все, что требуется при конструировании АС. Мы рекомендуем эту программу именно тем людям, которые не имеют желания очень глубоко погружаться в процесс изучение софта. А ставят себе прикладную задачу, — сделать быстро расчет ящиков АС и кроссоверов к ним.

Сотворил ее энтузиаст из Финляндии:

Juha Hartikainen

Программа бесплатна и скачать ее можно здесь.

Категорически не рекомендуем последние версии программы. Используйте WinISD 0.44 (year 2002)

Так как в каждой новой версией программы добавляются не особо нужный функционал. Но исчезает главное ее достоинство, — удобство использования и интуитивно понятный интерфейс. Хотя, после того как вы освоите первую версию программы, — переход на последующие ее версии будет очень простым.

Программа работает на ХР и Win7 точно. Далее не смотрели.

Автор программы видимо исходил из следующей методики: вы открываете программу и выбираете из списка тот динамик который у вас есть в наличии, и корпус для которого вы хотите посчитать.   Это тупиковая методика. Так как в большинстве случаев вы обнаружите, что динамика который вы хотите посчитать, нет в списке программы.

Существует более простой и быстрый путь. Выбрать из списка динамик с близкими размерами, а после это перебить его основный параметры. Можете взять взять эту болванку нового проекта WinISD  — Динамик с рамой 180mm

В большинстве случаев достаточно перебить:

Fs — Резонансная частота динамической головки.
Qts — Полная добротность головки на частоте Fs.
Vas — Эквивалентный объем.

 

Что делает программа. Нет даже особого смысла описать, как работать с программой WinISD. Главное достоинство программы WinISD это простота. И все и так понятно их скриншотов:

Открываем программу WinISDОткрываем новый проект WinISD

Если номиналы динамика не показываться — кликнете мышью по слову Parameters. Параметры динамика можно изменять. Двойной клик мыши по их номиналу открывает окошко ввода.

Далее походив по вкладкам вы уведите все что может программа. Почти все, что нужно для расчета АС. Дополнительно есть калькулятор активных и пассивных кроссоверов. А так же генератор синусов.

В дальнейшем мы сделаем обзор на более продвинутые программы для расчета акустических систем. Но это только для тех кто хочет очень глубоко погрузится в тему.

Читайте по теме:
Измеряем АЧХ грамотно и осмысленно.

Статьи по акустике:

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Программное обеспечение моделирования для анализа акустики и вибрации

Акустика давления

Акустика давления является наиболее распространенным применением модуля Акустика. Вы можете моделировать эффекты акустики давления, такие как рассеяние, дифракция, эмиссия, излучение и передача звука. При моделировании в частотной области используется уравнение Гельмгольца, тогда как во временной области используется классическое скалярное волновое уравнение. В частотной области доступны как FEM, так и BEM, а также гибридный FEM-BEM. Во временной области доступны формулировки неявного времени (FEM), а также явного времени (dG-FEM).

Существует множество вариантов учета границ в акустических моделях. Например, вы можете добавить граничное условие для стены или условие импеданса для пористого слоя. Вы можете использовать порты для возбуждения или поглощения акустических волн на входе и выходе волноводов, используя многомодовое расширение. Такие источники, как заданное ускорение, скорость, смещение или давление, могут применяться к внешним или внутренним границам. Кроме того, вы можете использовать радиационные или периодические граничные условия Флоке для моделирования открытых или периодических границ.

Модуль «Акустика» также может использоваться для моделирования акустики труб, расчета акустического давления и скорости в гибких трубопроводных системах. Приложения включают системы HVAC, большие системы трубопроводов и музыкальные инструменты, такие как органные трубы.

Электроакустика: динамики и микрофоны

При моделировании динамиков и микрофонов важной частью является взаимодействие акустики и конструкции, когда давление жидкости вызывает нагрузку жидкости на твердую область, а структурное ускорение влияет на область жидкости как нормальное ускорение поперек граница жидкость–твердое тело. Модуль «Акустика» включает в себя множество возможностей взаимодействия акустики и конструкции.

Для моделирования преобразователей всех видов возможности, включенные в модуль «Акустика», легко комбинируются с функциями модуля «AC/DC», модуля «МЭМС» или модуля «Механика конструкций» для создания полностью связанных мультифизических моделей конечных элементов. Это включает в себя детальное моделирование магнитов и звуковых катушек в драйверах громкоговорителей или электростатических сил в конденсаторных микрофонах. В системах электромеханических акустических преобразователей легко использовать модели с сосредоточенными параметрами для упрощения электрических и механических компонентов. Оба подхода решаются с помощью полностью двусторонней связи. Кроме того, можно моделировать и анализировать (линейное) поведение слабого сигнала и нелинейную динамику сильного сигнала. В миниатюрных системах преобразователей, таких как мобильные устройства, конденсаторные микрофоны и приемники слуховых аппаратов, учитывается важное демпфирование из-за потерь в термовязком пограничном слое. Также имеется обширный функционал для моделирования пьезоэлектрических преобразователей всех видов.

Микроакустика

Для точного микроакустического анализа распространения звука в геометриях с малыми размерами необходимо учитывать потери, связанные с вязкостью и теплопроводностью; в частности, потери в вязком и тепловом пограничных слоях. Эти эффекты полностью решаются и автоматически включаются при запуске термовязкостного моделирования с помощью модуля «Акустика» и важны для моделирования виброакустики в миниатюрных электроакустических преобразователях, таких как микрофоны, мобильные устройства, слуховые аппараты и устройства MEMS. Для детального моделирования преобразователя можно использовать встроенные мультифизические связи между структурами и термовязкостными акустическими областями.

Программное обеспечение учитывает дополнительные эффекты, в том числе полное переходное поведение от адиабатического к изотермическому на очень низких частотах. Локальные нелинейные эффекты, такие как вихреобразование в портах микродинамиков или перфорациях, могут быть зафиксированы во временной области с добавлением определяющих нелинейных условий. Существует также специальная функция для расчета и идентификации распространяющихся и нераспространяющихся мод в узких волноводах и каналах.

Упругие волны и ультразвук в твердых телах

Распространение звука в твердых телах происходит за счет малоамплитудных упругих колебаний формы и структуры твердого тела. Эти упругие волны передаются окружающим жидкостям как обычные звуковые волны.

Модуль «Акустика» можно использовать для моделирования распространения упругих волн в твердых телах и пористых материалах для однофизических или мультифизических приложений, таких как контроль вибрации, неразрушающий контроль (НК) или механическая обратная связь. Области применения варьируются от микромеханических устройств до распространения сейсмических волн. Распространение упругих волн по большим областям, содержащим много длин волн, решается с использованием явного по времени метода dG-FEM более высокого порядка и мультифизически позволяется для взаимодействий с жидкостями, а также с пьезоэлектрическими материалами. Полная формулировка структурной динамики учитывает эффекты поперечных волн, а также волн давления. Вы можете смоделировать совместное распространение упругих волн и волн давления в пористых материалах, решая уравнения Био.

Ультразвук в жидкостях

Акустические возмущения с частотами, не слышимыми для человека, классифицируются как ультразвук, что подразумевает, что ультразвуковые волны имеют короткую длину волны. Для этого можно рассчитать нестационарное распространение акустических волн в жидкости на большие расстояния двумя способами: моделированием распространения волн, включающих фоновый поток, или моделированием эффектов мощной нелинейной акустики.

Вы можете решить для нестационарной линейной акустики в моделировании, которое содержит много длин волн в стационарном фоновом потоке, моделируя уравнение конвекционной волны. Приложения включают расходомеры; выхлопные системы; и биомедицинские приложения, например, ультразвуковая визуализация и высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук (HIFU).

Для мощных нелинейных акустических приложений вы можете зафиксировать явления прогрессивного распространения волн, когда кумулятивные нелинейные эффекты превосходят локальные нелинейные эффекты. Это включает в себя моделирование формирования и распространения толчков.

Для обоих вариантов доступны мультифизические возможности для полной связи вашей модели с упругими волнами в конструкциях и/или с пьезоэлектрическими материалами.

Аэроакустика

В модуле «Акустика» можно эффективно запускать вычислительные аэроакустические модели (CAA) с раздельным двухэтапным подходом. Во-первых, вы находите фоновый средний расход с помощью инструментов из модуля CFD или определяемого пользователем профиля потока; затем вы решаете для акустического распространения.

Для моделирования конвекционной акустики существуют формулы конечных элементов, включая линеаризованное моделирование Навье-Стокса, линеаризованное моделирование Эйлера и линеаризованное моделирование аэроакустики потенциального потока. Вы можете вычислить акустические вариации давления, плотности, скорости и температуры при наличии любого стационарного изотермического или неизотермического фонового среднего потока. Формулировки легко учитывают конвекцию, затухание, отражение и дифракцию акустических волн потоком. Также имеется функциональность для анализа FSI в частотной области с предопределенными связями с упругими структурами.

Шум, вызванный потоком, может быть включен в анализ акустики давления путем добавления источников аэроакустического потока с использованием акустической аналогии Лайтхилла с входными данными моделирования больших переходных вихрей (LES) или моделирования отдельных вихрей (DES) с помощью модели CFD.

Геометрическая акустика

Возможности геометрической акустики модуля «Акустика» можно использовать для оценки высокочастотных систем, в которых длина акустической волны меньше, чем характерные геометрические характеристики. Доступны два метода: лучевая акустика и акустическая диффузия.

Для лучевой акустики можно вычислить траектории, фазу и интенсивность акустических лучей. Кроме того, вы можете рассчитать импульсные характеристики, кривые спада энергии и уровня, а также классические объективные акустические показатели помещения. Лучи могут распространяться в градуированных средах, что необходимо в приложениях подводной акустики. Для моделирования акустики лучей как в воздухе, так и в воде доступны специализированные модели материалов для затухания в атмосфере и океане, которые важны для распространения волн на большие расстояния и на высоких частотах.

Для акустической диффузии можно определить распределение уровня звукового давления в смежных помещениях и время реверберации в разных местах. Акустика моделируется упрощенным способом с использованием уравнения диффузии для плотности акустической энергии. Этот метод хорошо подходит для быстрого анализа внутри зданий и других крупных сооружений.

Acoustic Streaming

С помощью модуля Acoustics можно имитировать акустический поток, описывающий физический процесс, при котором акустическое поле может вызывать движение жидкости. Модуль содержит мультифизические возможности для объединения акустики и течения жидкости с моделированием явлений акустического течения для акустики давления и термовязкости.

Акустический поток — это нелинейное явление, возникающее из-за нелинейности уравнений Навье–Стокса. Модуль акустики вычисляет силы, напряжения и скорости граничного скольжения, которые акустическое поле индуцирует в жидкости, чтобы создать поле течения. Это явление широко используется в биотехнологии и обработке полупроводников и важно в микрофлюидных системах и системах «лаборатория на кристалле» для таких приложений, как обработка частиц, смешивание жидкостей и микрофлюидные насосы.

Особенности и функциональные возможности модуля «Акустика»

Подробнее о функциях и функциях модуля «Акустика» можно узнать в следующих разделах.

Встроенные пользовательские интерфейсы

Акустический модуль предоставляет встроенные пользовательские интерфейсы, охватывающие все области применения, перечисленные выше. Эти интерфейсы определяют наборы уравнений предметной области, граничные условия, начальные условия, предопределенные сетки, предопределенные исследования с настройками решателя, а также предопределенные графики и производные значения. Все эти шаги доступны в COMSOL Multiphysics 9.0067 ® среда. Настройки сетки и решателя автоматически обрабатываются программным обеспечением с возможностью ручного редактирования.

Рабочий процесс COMSOL Multiphysics ^® для построения акустических моделей такой же, как и для построения модели с любым другим физическим интерфейсом. Таким образом, в одну акустическую модель легко включить несколько физических параметров, а в модуль Акустика встроено несколько мультифизических интерфейсов, доступных при объединении с другими дополнительными модулями из набора продуктов COMSOL.

Интерфейсы акустики давления

Для моделирования акустики давления существует несколько пользовательских интерфейсов, в которых звуковое поле представлено скалярной переменной давления. Интерфейсы общего назначения, основанные на МКЭ, включают возможность решения как в частотной, так и во временной области. Для переходного случая могут быть включены нелинейные эффекты, основанные на уравнении Вестервельта.

Для эффективного решения больших задач излучения и рассеяния доступен BEM в частотной области, который легко сочетается с интерфейсами на основе конечных элементов, как акустическими, так и структурными.

Для эффективного решения больших нестационарных моделей доступен специализированный пользовательский интерфейс, основанный на разрывном методе конечных элементов Галеркина и явном по времени решателе. Этот интерфейс может быть связан с соответствующим явным по времени интерфейсом для упругих и пьезоэлектрических волн.

High-Frequency Pressure Acoustics

Два узкоспециализированных интерфейса доступны для быстрого анализа высокочастотной акустики в частотной области. Эти интерфейсы основаны на вычислении интеграла Кирхгофа-Гельмгольца и включают один интерфейс для анализа рассеяния и другой интерфейс для анализа излучения. Этот тип анализа можно использовать в качестве первого шага, прежде чем переходить к более требовательному к вычислительным ресурсам анализу на основе FEM или BEM.

Интерфейсы упругих волн

Модуль «Акустика» включает пользовательские интерфейсы для моделирования распространения линейных упругих волн в твердых телах, пористых и пьезоэлектрических материалах. Эти интерфейсы легко подключаются к жидким областям с помощью набора встроенных мультифизических связей.

Интерфейсы механики твердых тел позволяют представить полную эластодинамику и могут использоваться для моделирования упругих волн в твердых телах как в частотной, так и во временной области. Граничное условие порта специально реализовано для моделирования и обработки различных мод, распространяющихся в эластичных волноводных структурах.

Пороупругие интерфейсы используются для моделирования пороупругих волн в пористых материалах. Эти волны возникают в результате сложного двустороннего взаимодействия между вариациями акустического давления в насыщающей жидкости и упругой деформацией твердой пористой матрицы. Пороупругие интерфейсы решают уравнения Био в частотной области и включают механизмы потерь от вязких потерь (Био) для моделирования горных пород и грунтов, а также тепловых и вязких потерь (Био-Алларда) для звукопоглощающих материалов в воздухе.

Два интерфейса, основанные на явной во времени прерывистой формулировке Галеркина, могут использоваться для моделирования линейных упругих волн в твердых и пьезоэлектрических областях. Эти интерфейсы могут быть связаны и подходят для эффективного моделирования областей с несколькими длинами волн. Специальное граничное условие Разрушение можно использовать для моделирования двух твердых тел с неидеальной связью, например, если целью является моделирование акустического отклика дефекта или зоны расслоения. Кроме того, эти интерфейсы могут быть связаны с явными по времени интерфейсами для акустики давления и уравнения конвекционных волн.

Аэроакустические интерфейсы

Для детального моделирования конвекционной акустики или шума потока доступен ряд аэроакустических интерфейсов как в частотной, так и во временной области. Эти интерфейсы используются для моделирования одностороннего взаимодействия фонового потока жидкости с акустическим полем. Существуют различные физические интерфейсы, которые решают основные уравнения в различных физических приближениях.

Линеаризованные интерфейсы Навье-Стокса используются для решения акустических вариаций давления, скорости и температуры.

Линеаризованные интерфейсы Эйлера используются для расчета акустических вариаций плотности, скорости и давления в присутствии стационарного фонового среднего потока, который хорошо аппроксимируется потоком идеального газа.

Доступны специальные интерфейсы граничных мод для расчета распространяющихся и нераспространяющихся мод в волноводах и воздуховодах при наличии фонового потока.

Для упрощения анализа интерфейсы для линеаризованного потенциального потока могут использоваться как во временной, так и в частотной областях.

Открытые домены и излучение

Чтобы смоделировать неограниченную вычислительную область, вы можете усечь ее, используя так называемые идеально согласованные слои (PML) как во временной, так и в частотной областях. Альтернативные методы включают использование граничных условий излучения или внешней области, смоделированной с использованием интерфейса метода граничных элементов.

Для интерфейсов на основе конечных элементов функция расчета внешнего поля может использоваться для определения давления в любой точке за пределами расчетной области. Существуют специальные результаты и возможности анализа для визуализации диаграммы направленности внешнего поля (ближнего и дальнего поля) в полярных, 2D и 3D графиках.

Шум, вызванный потоком

Объединив модуль «Акустика» с модулем CFD, вы получите доступ к гибридному аэроакустическому (CAA) методу моделирования шума, вызванного потоком.

Вычислительный метод основан на дискретизации методом конечных элементов акустической аналогии Лайтхилла (волновое уравнение). Такая формулировка уравнений обеспечивает неявный учет любых твердых (неподвижных или вибрирующих) границ.

Функциональность основана на соединении моделирования потока жидкости LES с использованием модуля CFD с источником аэроакустического потока для акустики давления, доступного в модуле «Акустика».

Методы конечных и граничных элементов

Большинство пользовательских интерфейсов в модуле «Акустика» основаны на различных версиях FEM. Также доступны пользовательские интерфейсы на основе BEM, которые можно легко комбинировать с интерфейсами на основе FEM. Гибрид FEM-BEM очень эффективен для моделирования взаимодействия акустики и конструкции с участием вибрирующих конструкций.

Приложения для гибридного FEM-BEM включают преобразователи и моделирование излучения со сложной геометрией, когда вы моделируете преобразователь (пьезоэлектрический или электромагнитный) с помощью FEM, а внешнюю акустику — с помощью BEM.

Интерфейс на основе МКЭ можно использовать для замены условий излучения на основе МКЭ или PML, а также расчетов внешнего поля на основе МКЭ.

Граничные условия и источники для акустики давления

Существует множество граничных условий для акустики давления, включая твердые стены и условия для применения источников. Существуют условия излучения, симметрии, периодические условия и условия порта для моделирования открытых границ. Условия импеданса включают модели для различных частей человеческого уха, кожи человека, простые модели схемы RCL и многое другое. Используя интерфейс для анализа граничных мод, вы можете изучать моды, распространяющиеся в поперечных сечениях волноводов и воздуховодов. Опции для моделирования идеализированных источников включают встроенные опции для монопольных, дипольных и квадрупольных точечных источников.

Интерфейсы взаимодействия акустики и конструкции

Интерфейсы взаимодействия акустики и конструкции применяются к явлениям, когда давление жидкости вызывает нагрузку на твердую область, а структурное ускорение влияет на область жидкости через границу жидкость-твердое тело. Это также известно как виброакустика.

Интерфейсы включают возможность решения либо в частотной, либо во временной области. Твердые тела, включенные в моделирование, могут быть изотропными, анизотропными, пористыми или пьезоэлектрическими.

В сочетании с модулем Structural Mechanics конструктивная сторона муфты может дополнительно включать конструкционные оболочки или мембраны.

В сочетании с модулем динамики нескольких тел можно включить эффекты нескольких движущихся жестких или гибких частей, соединенных посредством различных типов соединений.

Для более сложных опций, в сочетании с модулем AC/DC или модулем MEMS, вы можете анализировать взаимодействие жидкости и конструкции с участием электрических или магнитных сил, включая твердые тела, обладающие электрострикционными или магнитострикционными свойствами.

Термовязкостные акустические интерфейсы

Для точного моделирования акустики в геометриях с малыми размерами необходимо явно включить эффекты теплопроводности и вязкие потери в основные уравнения. Вблизи стенок имеются вязкий и тепловой пограничные слои. Здесь вязкие потери из-за сдвига и теплопроводности становятся важными из-за больших градиентов.

Интерфейсы для термовязкостной акустики включают возможность одновременного моделирования эффектов давления, скорости частиц и колебаний акустической температуры. Термовязкостная акустика используется, например, при моделировании отклика небольших преобразователей, таких как микрофоны и приемники, также известных как микроакустика. Сочетание мультифизики с физикой термоупругости позволяет детально моделировать демпфирование в МЭМС-приложениях, включая детальное демпфирование тонкопленочных материалов.

Доступны интерфейсы для решения как в частотной, так и во временной областях. Во временной области также можно моделировать нелинейные эффекты.

Сосредоточенные акустические и электроакустические представления могут быть легко извлечены из вычислительной области и/или связаны с ней с помощью портов, сосредоточенных портов или функции Сосредоточенной границы динамика . Это полезно для системного моделирования с использованием, например, представления Тиле-Смолла микропреобразователя в мобильном телефоне.

Ultrasound and Convected Wave Equation Interfaces

Для анализа нестационарных линейных ультразвуковых устройств и процессов можно использовать пользовательский интерфейс уравнения конвекционных волн. Этот интерфейс можно использовать для эффективного решения больших нестационарных линейных акустических моделей, содержащих много длин волн в стационарном фоновом потоке.

Для моделирования распространения высокоамплитудных нелинейных акустических волн можно использовать пользовательский интерфейс нелинейной акустики давления. Этот интерфейс включает в себя специальные функции для захвата ударов.

Оба интерфейса включают поглощающие слои, которые используются для создания эффективных неотражающих граничных условий. Интерфейсы основаны на разрывном методе Галеркина и используют вычислительно эффективный решатель с явным временем.

Ray Acoustics and Acoustic Diffusion Interfaces

Для запуска моделирования в высокочастотном пределе, когда акустическая длина волны намного меньше, чем характерные геометрические особенности, вы можете использовать пользовательские интерфейсы для лучевой акустики. Кроме того, для быстрого анализа имеется пользовательский интерфейс для решения уравнения акустической диффузии, также известного как энергетические конечные элементы.

Оба пользовательских интерфейса подходят для моделирования акустики помещений и концертных залов. Интерфейс лучевой акустики также можно использовать, например, на открытом воздухе или под водой.

Интерфейс лучевой акустики используется для расчета траекторий, фазы и интенсивности акустических лучей. Он включает в себя возможности анализа импульсной характеристики, показывая кривые спада уровня и вычисляемые объективные акустические показатели помещения, такие как EDT, значения T ₆₀ и т. д.

Акустические потери и пористые материалы

Более приближенный способ введения потерь заключается в использовании эквивалентных моделей жидкости, доступных в интерфейсах акустики давления. В гомогенизированном виде это придает объемной жидкости свойства затухания, которые имитируют различные механизмы потерь. Модели жидкости включают потери за счет объемной теплопроводности, вязкости и релаксации в атмосфере (воздух) и океане (морская вода), а также модели для моделирования демпфирования в пористых материалах.

В дополнение к интерфейсу Thermoviscous Acoustics , который одновременно моделирует эффекты давления, скорости частиц и колебаний акустической температуры, интерфейс Pressure Acoustics также может учитывать потери в термовязкостном пограничном слое. Акустику узкой области можно использовать в узких каналах и волноводах постоянного сечения, тогда как условие импеданса термовязкого пограничного слоя (BLI) применимо для геометрий, большей, чем пограничный слой.

Когда применимо, эквивалентные модели жидкости и гомогенизированные модели очень эффективны в вычислительном отношении. Однако для представления потерь в пористых материалах с более высокой точностью можно комбинировать акустику давления с эффектами распространения пороупругих волн.

Программа Trane Acoustics

Программа Trane Acoustics

Программа Trane Acoustics

Программа Trane Acoustics

Уровни акустики могут быть ключевым элементом высокой производительности в помещении качество окружающей среды, и их часто трудно определить. Трейн Программное обеспечение для анализа Acoustical Program позволяет легко:

• Точное предсказание и сравнение уровней звука в системе
• Быстрое сравнение звуковых характеристик нескольких систем альтернативы

Акустическая программа Trane обновлена ​​с учетом внесенных изменений от АШРАЭ. В результате акустическая программа Trane является отличным инструмент для прогнозирования уровней фонового шума от оборудования HVAC. Программа может использоваться для соответствия требованиям LEED® for Schools EQ Prerequisite 3. и кредит EQ 9.

Посмотреть доступные загрузки

Современные особенности

проектирование здания

Функциональность моделирования

Визуальное моделирование оборудования (вентиляторы, диффузоры и т.д.) и здания компоненты (потолки, стены, воздуховоды и т. д.) на каждом пути прохождения звука.

Доступна библиотека звуковых данных для продукции Trane, а также element» для моделирования оборудования, не найденного в библиотеке.

бизнесмен вручную работает с финансами о стоимости и калькуляторе и ноутбуке с мобильным телефоном на рабочем столе в современном офисе

Анализ и расчеты

Многолучевой анализ — напр. разряд в воздухе, выброс прорыва и единичный излучаемый звук.

Вычисляет рейтинги NC, RC и дБА для каждого пути и суммы. Включает быстрое сравнение рассчитанных уровней звука с требуемым значением NC.

Handshake.jpg

Поддержка пользователей

Документация и поддержка для быстрого начала работы — руководство, учебники, шаблоны и многое другое.

Загрузки

Пробная загрузка

Полная версия

Полное имя *

Электронная почта *

Номер телефона

Название компании

Название компании

Это поле обязательно для заполнения.

При обработке вашего запроса произошла ошибка. ${fileTitle} ${softwareName}

Полное имя *

Электронная почта *

Номер телефона

Название компании

Название компании

К сожалению, произошла ошибка при обработке вашего запроса на загрузку ${fileTitle} для ${softwareName}    

Ваш идентификатор клиента будет состоять из 4 или 6 буквенно-цифровых символов или символа # и 3 буквенно-цифровых символов.