Rozwój technologii symulacyjnych rewolucjonizuje branżę motoryzacyjną i sposób projektowania pojazdów, zwłaszcza w kontekście optymalizacji akustyki. Nowoczesne narzędzia, takie jak te oferowane przez Altair, znacząco podnoszą jakość i wydajność symulacji akustycznych. W tym artykule przyjrzymy się, jak nowoczesne technologie wpływają na rozwój branży motoryzacyjnej.
Zagadnienia i problemy w symulacjach akustycznych
- Akustyka wnętrz
Modelowanie przestrzeni wewnątrz kabiny pojazdów znacząco wpływa na ostateczne wrażenia użytkowników, które są szczególnie istotne w przypadku samochodów osobowych. Jednakże te zagadnienia są często odkładane na końcowy etap prac projektowych. Czasu na obliczenia i przygotowanie modelu akustycznego bywa w efekcie niewiele, w związku z czym staje się on niezwykle cenny.
- Akustyka zewnętrzna
Zewnętrzne symulacje akustyczne dotyczą m.in. zagadnień projektowania ekranów dźwiękochłonnych montowanych przy drogach szybkiego ruchu. Aby uchwycić ich kluczowe parametry, w analizach tego typu należy przygotować szczegółowe modele oraz zaangażować ogromne zasoby obliczeniowe.
Innowacyjne rozwiązania Altair
Od 2022 roku klienci Altair korzystający z oprogramowania HyperMesh mają dostęp do przełomowego rozwiązania w dziedzinie akustyki, niespotykanego wcześniej na rynku analiz numerycznych. Wersja 2022.1 dla solvera OptiStruct wprowadza metodę APML (Adaptive Perfectly Matched Layers), która – w porównaniu do tradycyjnych metod tworzenia siatki dla analiz akustycznych – znacząco skraca czas analiz przy zachowaniu doskonałych wyników.
Zewnętrzne warstwy siatki są w trakcie analiz generowane iteracyjnie dla każdego z przedziałów badanego spektrum częstotliwości, umożliwiając znacznie szybsze a równie precyzyjne rozwiązanie.
Tradycyjny PML (Perfectly Matched Layers) vs. Optistruct APML (Adaptive Perfectly Matched Layers)
W tradycyjnym modelowaniu techniką PML zewnętrzna warstwa elementów osiąga ogromne rozmiary, sięgające niejednokrotnie kilku metrów. Jednocześnie wymiary poszczególnych elementów takiej siatki liczone są w milimetrach. W efekcie nawet w przypadku prostych analiz powstają modele zawierające miliony elementów.
Metoda APML eliminuje ten problem poprzez segmentację całego spektrum analizy na mniejsze części. Automatyczny program meshujący samodzielnie tworzy i dzieli warstwę PML, spełniając odpowiednie warunki dla określonego zakresu częstotliwości. Cały proces odbywa się automatycznie, bez potrzeby interwencji użytkownika
Prostota przygotowania modeli i wizualizacji wyników
Dzięki zaktualizowanemu interfejsowi użytkownika, proces tworzenia modeli do analiz akustycznych stał się intuicyjny i prosty jak nigdy dotąd, otwierając możliwości pracy także osobom bez wieloletniego doświadczenia w tej dziedzinie inżynierii.
Zintegrowane środowisko Altair
W ramach jednego kompleksowego oprogramowania produkty firmy Altair umożliwiają kompleksowy wgląd w przeprowadzane analizy i generują graficzne reprezentacje wyników w czasie rzeczywistym. To multidyscyplinarne podejście umożliwia projektantom i analitykom na rozwiązywanie skomplikowanych problemów z różnych dziedzin inżynierii za pomocą jednego narzędzia.
Przykładowo, używając oprogramowania Altair MotionSolve podczas analizy emisji wibracji przez skrzynię biegów, analitycy mogą uzyskać wyniki dotyczące wibracji wałów na podstawie analizy interakcji systemów wielu obiektów.
Uzyskane rezultaty mogą zostać użyte w analizie strukturalnej i akustycznej jako źródło drgań mechanicznych dla obudowy skrzyni biegów. Następnie, wykorzystując solver OptiStruct, można zasymulować tak wzbudzoną obudowę i przeanalizować ją pod kątem wibracji wewnątrz struktury oraz propagacji dźwięku na zewnątrz.
Analiza NVH (Noise Vibration Harshness)
Dzięki rozwiązaniom takim jak HyperMesh NVH analitycy mogą w jednym miejscu symulować całościowo kompleksowe zagadnienia: od przygotowania poszczególnych modeli, łączenia ich ze sobą i wyznaczania obciążeń oraz sił działających na model aż do post-processingu i analizowania wyników. To właśnie te szerokie możliwości oraz praca w łatwym w obsłudze i czytelnym, zintegrowanym środowisku sprawiają, że HM NVH cieszy się uznaniem w branży motoryzacyjnej.
Ciągle w rozwoju
W nadchodzących wersjach HyperMesh wyniki nie będą już tylko prezentowane jako mapy wektorów oraz wykresy. Użytkownicy przeprowadzający analizy akustyczne będą mogli sami usłyszeć zasymulowane wibracje i dźwięki emitowane przez poszczególne elementy czy systemy. Możliwość dokładnego przewidywania dźwięku dobiegającego z jednostek napędowych samochodów niesie potencjał znacznego zwiększenia pozytywnego wpływu symulacji na komfort i doznania użytkowników przyszłych modeli samochodów.
Technologie Altair otwierają nowe możliwości w dziedzinie symulacji akustycznych, znacząco przyczyniając się do rozwoju branży motoryzacyjnej. Dzięki zaawansowanym narzędziom i zintegrowanym środowiskom, inżynierowie mogą teraz projektować pojazdy, które nie tylko spełniają najwyższe standardy techniczne, ale również zapewniają użytkownikom wyjątkowy komfort akustyczny.
Więcej o analizach akustycznych dowiedzą się Państwo z nagrania webinaru “SimLab Analiza NVH – akustyka zewnętrzna“, który odbył się 10 lipca 2024 r. Video jest dostępne po kliknięciu w poniższy obrazek:
