Simcenter3D声学求解器的发展历史 Simcenter3D声学有限元介绍

西门子的声学求解器经历了三个阶段:

第一个阶段:LMS Sysnoise

SYSNOISE是全球声-振领域的设计、故障诊断、优化的先驱,功能强大。从空腔的声场预测到环绕物体的声场分析,甚至可计算声场作用下结构的响应,从而帮助噪音控制工程师优化产品的声-振特性。
为了描述声学媒质,SYSNOISE利用了最先进的数字方法。它们基于直接和间接边界元方法,或者声学有限元/无限元的声学方程。结构本身用结构有限元模型表达,可以从所有主流结构有限元和网格生成工具导入。所有分析模块都完全集成在核心环境中,支持多模型和三维图形。
SYSNOSISE有强大的集成前、后处理功能,有网格检查和修正工具。后处理可以画彩图,矢量场,变形后的结构,以及XY图线,柱状图和极坐标图,还包括动画显示和声音回放。

第二个阶段:LMS Virtual.Lab。

LMS Virtual.Lab桌面提供了软件运行的通用环境和分析初始界面。在此桌面上,用户除了可以无缝读取各种CAD和CAE软件的模型和数据,还可以读取试验数据。LMS Virtual.Lab桌面包含完整的通用有限元分析前/后处理功能以及声学、耐久性和振动噪声应用分析的特殊工具,可以实现下面的功能:

  • 具有强大的CAD集成能力与方便友好的人机界面。
  • 支持仿真分析模型的特征树管理技术,操作直观方便并能够完成分析流程自动捕获,从而支持参数修改自动更新与数值优化的快速集成。
  • 无缝链接到CAD和CAE工具,甚至链接到试验,CAD/CAE/CAT模型可以实现无缝集成。这样,模型创建、不同应用的网格重塑、或不同文件格式间的转换就不会浪费更多的时间。您可以采用您喜欢使用的有限元求解器进行结构分析,可以在LMS Virtual.Lab环境下直接进行后台驱动。

第三个阶段:Simcneter3D。

西门子收购LMS之后,就将LMS Virtual.Lab的声学求解器集成到了Simcenter3D。

在Simcenter3D中提供了丰富的声学求解器:

  • 声学有限元
  • 声学边界元
  • 声线法

并且与Simcenter Nastran进行深度整合,可以更方便的求解声振耦合问题。

声学有限元

基于声波波动方程精确理论和声学有限元方法的工业标准级求解器,可以实现快速、准确的声学求解预测,并同时将最复杂的因素考虑进来,使用得到企业验证的声学有限元技术可以在保证求解速度、精度的前提下确保仿真分析的可信度。西门子声学有限元可以对内外场声学问题进行求解。

西门子外场声学仿真技术经历了一下几个发展阶段。

FEM-PML/AML完美匹配层有限元技术在将有限元求解速度提高10+倍的同时,极大地拓展声学建模的灵活性和仿真应用范围,该技术有些类似于无限元方法中的无反射边界层概念,但理论上比无限元先进,可以认为是无限元的替代技术,可以大大减少声学网格的数量提高多频率点分析求解效率。
FEMAO自适应阶次声学有限元求解器打破了原有六分之一波长的网格尺寸划分要求,可以从一个较粗的有限元网格进行求解,并且随着分析频率的增大有自动的进行加密。这样就使得每个分析频率都可以采用一个较少的自由度进行求解。从而使得该求解的速度相对于传统有限元得到了很大幅度的提升,并且需要很少的内存。因此对于电机求解需要涵盖几百Hz到上万Hz的问题,采用自适应求解技术可以大大提高分析效率。

针对电机,压缩机等旋转机械进行多工况分析的时候,可以采用声学传递向量(ATV)技术进行声学响应计算,大大提高计算效率。
传统的声学计算把结构的振动直接定义为声学辐射问题的边界条件,这种方法的缺点是:这些边界条件随着载荷条件的改变而改变。因此必须针对每一种载荷条件建立不同的求解方案。
Simcenter 3D 利用了ATV 技术,ATV是一种传递函数,该传递函数建立起辐射表面的结构振动与输出场点处声压级之间的联系。ATV 取决于几何形状、网格密度、声域内的介质特性、声学表面的特征(阻抗和导纳)、频率和场点位置。ATV 和载荷无关,这意味着ATV技术特别适合于多工况分析,像电驱动总成工况和结构设计参数优化。
该技术在载荷和设计参数变化的仿真计算中显示出巨大的优越性,因为只要不改变有限元模型的拓扑结构就不需要重新运行求解器。
另一个优点是与结构计算相比,ATV计算频带更宽,因为ATV是频率的光滑函数。依据电驱动总成的几何结构,建议使用5Hz 到25Hz 宽的频带。使用大的频带可以节省声学响应的计算时间。

关于Simcenter3D

西门子数字化工业软件推出的Simcenter™软件,带来了仿真效率的突破性改进,从而有效解决了复杂产品的工程设计。凭借高性能的3D仿真技术,Simcenter 3D提供了多种新方法来提高精确性。Simcenter 3D具备的专业知识和最佳实践工作流程,让工程师和分析师能够在一个平台上协作,其中包含功能性能的所有方面,并连接到设计、系统仿真、测试和数据管理。
Simcenter 3D吸收并借鉴数十年的仿真领域经验,推出新一代的3D CAE软件。该软件汇聚了Nastran、SDRC I-deas、NX CAE和LMS等众多成熟CAE工具的技术。

Simcenter 3D软件为3D CAE提供统一、可扩展、开放且可伸缩的环境,而且连接到设计、1D仿真、测试和数据管理。Simcenter 3D可以作为独立仿真环境使用,也可与NX计算机辅助设计(CAD)软件集成部署。

Simcenter 3D解决方案可助用户精确预测基于3D几何模型的产品性能。这一解决方案包含了广泛的、精确高效的3D CAE解决方案,包括有限元分析、边界元分析、流体动力学与多体动力学。Simcenter 3D的高端多学科解决方案可扩展满足CAE分析工程师和行业专家的使用需求。他们将具有大量强大解算方法的高效。

前处理与特殊定制的后处理相结合,以获得更好的工程学结果。此外,通过将3D仿真与1D仿真和测试解决方案结合,可以实现工程结果的精确性。
Simcenter 3D可以为3D CAE提供统一、可扩展、开放且可延伸的仿真环境,同时与CAD设计、1D仿真、测试和数据管理相关联。Simcenter 3D将几何体编辑、关联仿真建模以及融入行业专业知识的多学科解决方案完美结合,为用户加快仿真过程。快速准确的解算器支持结构分析、声学分析、流体分析、热分析、运动分析、复合材料分析以及优化和多物理场仿真。

Simcenter 3D加速助力仿真过程

Simcenter组合可帮助企业解决在实现新产品性能和创新方面遇到的最困难挑战。Simcenter 3D是Simcenter解决方案组合的一部分。“Digital Twin”概念要求更真实且强大的多学科仿真,与高级测试相结合,可帮助用户为产品生命周期的每个阶段创建预测性模型。强大的底层数据管理结构必须在要求、设计、仿真和测试之间实现闭环。
西门子数字化工业软件推出的Simcenter产品组合可帮助企业解决在实现新产品性能和创新方面遇到的困难和挑战。这个产品组合提供的解决方案涵盖了1D仿真、3D仿真和测试,并兼有智能地生成分析报告和数据分析功能。这样可为用户的工程仿真流程带来前所未有的速度和信心。作为Simcenter的一部分,Simcenter 3D解决方案具备独一无二地与1D仿真和测试的集成功能。Simcenter 3D与设计和数据管理解决方案无缝集成,从而支持整个企业的密切协作,并让用户实现预测性的工程分析。

声明:本站内容仅限用于测试、学习环境使用!在未征得本站同意时,禁止复制、盗用、采集、发布本站内容到任何网站和媒体平台。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,请联系客服或发送邮件:gosoftvip@163.com「需要权利证明」本站将及时下架相应内容!
0
网站访问慢,请刷新网页!需要什么软件要搜索!搜索!搜索软件请尽量缩短关键词!
显示验证码