Actran在汽车工业的应用_武汉研讨会

1CopyrightFreeFieldTechnologies研讨会议程安排第一部分：ACTRAN软件介绍ACTRAN在船舶行业的应用ACTRAN在汽车行业的应用ACTRAN在机车行业的应用第二部分：软件基础培训案例分析CopyrightFreeFieldTechnologiesFFT-ACTRANACTRAN在汽车工业的应用3CopyrightFreeFieldTechnologiesSomeAutomotiveCustomers4CopyrightFreeFieldTechnologies动力系统噪声排气管噪声轮胎/路面噪声汽车噪声问题气动噪声5CopyrightFreeFieldTechnologies目录PROBLEM1:风噪声模拟PROBLEM2:结构振动噪声辐射PROBLEM3:内饰部件声学性能分析PROBLEM4:空调通风口声学分析PROBLEM5:进排气系统声学分析PROBLEM6:整车声学分析PROBLEM7:密封条隔声分析PROBLEM8:柴油喷射管路噪声PROBLEM9:轮胎噪声CopyrightFreeFieldTechnologiesPROBLEM1:风噪声模拟PROBLEM1:风噪声模拟PROBLEM2:结构振动噪声辐射PROBLEM3:内饰部件声学性能分析PROBLEM4:空调通风口声学分析PROBLEM5:进排气系统声学分析PROBLEM6:整车声学分析PROBLEM7:密封条隔声分析PROBLEM8:柴油喷射管路噪声PROBLEM9:轮胎噪声7CopyrightFreeFieldTechnologies风噪声模拟主要因素物理模型结构、流体与结构耦合车身、内饰材料风挡多层结构材料属性(Frequencydependent)声学激励点力载荷扩散声场湍流边界层(Turbulentboundarylayer)空气动力性载荷GlassPVBwindshield8CopyrightFreeFieldTechnologies研究方式1-模态分析0.010.10.010.111011010010001001000050100050100150200250150200250300350400450300350400450500Acceleration[m/s2]Frequency[Hz]Windshield–Modalanalysis,free-freeBCsimulationexperimental300350400450300350400450500Acceleration[m/s2]Frequency[Hz]Windshield–Modalanalysis,free-freeBCsimulationexperimental9CopyrightFreeFieldTechnologiesTransparenceacoustique-ComparaisonsimulationsACTRAN/mesuresBMWS閞ie3-10-50510152025303540020040060080010001200Fr閝uence[Hz]TransmissionLoss(dB)ESSAI1ESSAI2ACTRAN研究方式2-隔声分析10CopyrightFreeFieldTechnologies研究方式3-湍流边界层的激励Mode32-346Hz(A)-612Hz(S)Mode2-73Hz(A)-185Hz(S)Glass+SealdetailModelDescription11CopyrightFreeFieldTechnologiesOpenFOAMCFDcomputationUnsteadyincompressibleCFD(pressure,velocity)Actran/ICFD–InterpolationoftheturbulencepressurefluctuationsontheacousticmeshActran/ICFD–FourierTransformTWPFintothefrequencydomainActran/VI–Pre-processingMeshgenerationActranfilesetupActranVibroAcousticsAcousticcomputationUseoftheTWPFexcitationintoActranActran/VI–Post-processingColormap,pressureplot...研究方式4-真实的风噪声激励12CopyrightFreeFieldTechnologiesACTRANAero/Vibro-Acoustic耦合计算结果ColorMapofPressure,Deformationofthesidewindow–750HzSoundpressurelevelatdrivers’ear10dBSoundpressureLevel[dB]CFDpressurefluctuationsTWPFexcitationCopyrightFreeFieldTechnologiesPROBLEM2:结构振动噪声辐射PROBLEM1:风噪声模拟PROBLEM2:结构振动噪声辐射PROBLEM3:内饰部件声学性能分析PROBLEM4:空调通风口声学分析PROBLEM5:进排气系统声学分析PROBLEM6:整车声学分析PROBLEM7:密封条隔声分析PROBLEM8:柴油喷射管路噪声PROBLEM9:轮胎噪声14CopyrightFreeFieldTechnologies结构振动辐射噪声模拟NastranComputationACTRANModelACTRANResults(Step1)通过结构分析软件计算得到振动结果(位移、速度、加速度)作为声学激励。(Step2)通过ACTRAN模拟噪声辐射.15CopyrightFreeFieldTechnologiesACTRAN计算辐射噪声的特点设定不同控制面，ACTRAN可以自动统计结构不同部位辐射声能；支持多工况计算，边界元方法无法比拟的计算速度；对于某一场点的贡献量分析。radiating2radiating3radiating4radiating1CopyrightFreeFieldTechnologiesPROBLEM3:内饰部件声学性能分析PROBLEM1:风噪声模拟PROBLEM2:结构振动噪声辐射PROBLEM3:内饰部件声学性能分析PROBLEM4:空调通风口声学分析PROBLEM5:进排气系统声学分析PROBLEM6:整车声学分析PROBLEM7:密封条隔声分析PROBLEM8:柴油喷射管路噪声PROBLEM9:轮胎噪声17CopyrightFreeFieldTechnologies车身内部内饰材料18CopyrightFreeFieldTechnologies实验装置“Vibro-acousticFEAModelingofTwoLayerTrimSystems”,ChristianY.GlandierandRalfLehmann(DaimlerChryslerAG),TakashiYamamotoandYoshinobuKamada(MitsubishiMotorsCorporation),SAE2005研究对象：弹性板+多孔材料+厚板激励方式：激振器作用于连接内饰部件的框架两种外部空间工况自由场声辐射在封闭箱体内的辐射ExcitationsystemFreefieldradiation/closedboxradiation19CopyrightFreeFieldTechnologies计算模型建立的网格模型包含每一层的内饰部件、框架以及空气域计算两种内饰部件，材料属性如下表所示：20CopyrightFreeFieldTechnologies计算结果结构响应弹性板中心加速度响应(纤维材料)厚板的平均速度响应(纤维材料)21CopyrightFreeFieldTechnologies计算结果声学响应距厚板1米处声压级(泡沫材料)距厚板1米处声压级(纤维材料)22CopyrightFreeFieldTechnologies超单元的应用乘客舱声空间将被加到模型之中汽车乘客舱:可以计算司机/乘客人耳位置的声压级。声学激励：激励可以是扩散声场，ACTRAN仿真模型支持模拟隔声室试验；激励也可以定义在车体上。白车身在NASTRAN中通过超单元缩减，在ACTRAN中将车体模态信息插入到前围板边界节点上以精确模拟边界条件。连接到汽车空腔连接到消声室(自由场)扩散声场声学自由场CopyrightFreeFieldTechnologiesPROBLEM4:空调通风口声学分析PROBLEM1:风噪声模拟PROBLEM2:结构振动噪声辐射PROBLEM3:内饰部件声学性能分析PROBLEM4:空调通风口声学分析PROBLEM5:进排气系统声学分析PROBLEM6:整车声学分析PROBLEM7:密封条隔声分析PROBLEM8:柴油喷射管路噪声PROBLEM9:轮胎噪声24CopyrightFreeFieldTechnologies空调系统的作用舒适性(制热,制冷,通风)安全性(除雾)仪表板通风管道的质量标准压力损失气流指向性，流动是否均匀声学性能（气动噪声）空调系统的噪声问题25CopyrightFreeFieldTechnologies格栅对气动噪声影响分析26CopyrightFreeFieldTechnologies格栅对气动噪声影响分析27CopyrightFreeFieldTechnologies空调通风口噪声28CopyrightFreeFieldTechnologies结论声能主要集中在低频低频声能在喷流区域，而高频声能产生于格栅区域。CopyrightFreeFieldTechnologiesPROBLEM5:进排气系统声学分析PROBLEM1:风噪声模拟PROBLEM2:结构振动噪声辐射PROBLEM3:内饰部件声学性能分析PROBLEM4:空调通风口声学分析PROBLEM5:进排气系统声学分析PROBLEM6:整车声学分析PROBLEM7:密封条隔声分析PROBLEM8:柴油喷射管路噪声PROBLEM9:轮胎噪声30CopyrightFreeFieldTechnologies进排气系统模拟利用ACTRAN可以方便地模拟进气和排气系统排气管噪声•管道内声音传播、反射•评估出口的辐射阻抗壳体辐射噪声采用传递矩阵法模拟管道系统声学特性计算模型可以考虑的因素：流固耦合开放的出口端消声器绝热层吸声材料穿孔板流动效应温度效应InOut(pipe)Out(shell)31CopyrightFreeFieldTechnologiesACTRAN的传递矩阵方法（TMM）解析的传递矩阵方法功能有限只适用于简单形状仅限于平面波(see)不能模拟壳体辐射噪声均匀介质对于更复杂的模型，可以结合ACTRAN使用传递矩阵方法复杂几何更高的频率范围壳体辐射噪声+结构耗散流动和温度梯度ACTRAN11集成了TMM功能！TMManalyticcodesarelimitedtothelowestcut-onfrequencyofalltheelements(inlet/outlet/internalduct).Ex:TMManalyticcodescanperformtheTLcomputationonlyuntil2000Hz.Finlet=8000HzFinternal=2000HzFoutlet6000HzMix-method(ACTRAN+TMM)cancomputetheTLuntilthelowestcutonfrequencyoftheinlet/outletduct.Ex:Finlet=8000HzFinternal=2000HzIn