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LMS仿真与试验解决方案

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LMS Virtual.Lab Designer套件

LMS Virtual.Lab三维功能属性仿真集成解决方案

LMS Test.Lab第5版 集成振动噪声试验方案

LMS Imagine.Lab AMESim一维多领域系统仿真集成平台

LMS Test.Lab - 加强数据采集功能,提高振动噪声试验效率

LMS Virtual.Lab Acoustics声学分析
LMS Virtual.Lab Acoustics声学分析
更快速的声学仿真 -
通过将开创性的LMS SYSNOISE技术融合到LMS Virtual.Lab Acoustics中,LMS已经建立了全球首个端对端的声学性能工程模拟环境,通过虚拟模型进行产品的概念生成和设计改进,再到基于试验的验证。LMS声学求解覆盖常规应用,例如结构声辐射和腔内声场的模拟;也提供特殊声学工程问题,如发动机升速、流体流动噪声、随机声等的专门解决方案。

· 充分了解声学问题
· 准确快速地预测设计修改的影响
· 使吸声处理的成本和重量最小化
· 减小噪声级,并在实物试验前实现理想的声音优化设计

LMS Virtual.Lab 声学前/后处理

LMS Virtual.Lab 声学前/后处理模块嵌入了声学仿真所需的整套前/后处理功能。用户可以用它创建基于LMS Virtual.Lab求解器的完整声学模型,并且用其标准及高级显示方式进行声学模型后处理。
在前处理模式下,用户可以选择模型类型:包括直接边界元、间接边界元或声学有限元;可以定义声学几何,检查网格质量以及进行必要的修正;可以定义声学特性,例如吸声面板,或振动边界条件和声源边界条件等。而用于结果输出的场点网格(传声器位置)则可以通过各种标准形状(球面、半球面、盒子、平面等)建立,也可以由外部文件导入。
对于声学分析,用户可以通过不同类型的网格来完成(例如从外部文件导入的网格)。对此软件提供了检查和解决模型中诸如节点、单元和属性编号冲突问题的功能。基础的声学网格生成工具也包括在内。例如,表面创建可以把实体结构有限元网格转化成表面声学边界元网格用于声学分析。
在后处理模式下,用户可以深入检视声学分析的结果。标准显示,例如声功率(包括分贝加权)的二维绘图,用于向用户提供对噪声问题的初步认识,高级显示则是对标准显示的补充。例如对旋转机械声辐射或指定路径的瀑布图和彩色图绘制等。模态和面板贡献量显示用以突出一个系统中最关键的辐射部位,使用户获得更深刻理解。除了上述2维显示外,还支持各种三维结果显示,包括标准声压级图、高级的声指向性图和三维贡献量图等。这些图都可在指定的关键频率或对感兴趣的频带进行显示。

LMS Virtual.Lab 声学边界元

LMS Virtual.Lab声学边界元软件是入门级、易于使用的声学仿真工具,用于预测和改进广泛的各种系统的声音和噪声品质。采用直接模型和嵌入的求解器技术,工程师能够更快地获得结果,并保证其精度。
LMS Virtual.Lab声学边界元软件使用边界元法(BEM),可以有效地将复杂的三维几何模型简化为二维图形。只有结构系统振动或散射声场的表面区域需要进行建模。边界元模型的尺寸通常只限于几千个单元,与同样复杂的完整三维有限元模型相比,这是更小、易于创建、易于检验,并易于处理的模型。这些简化模型可以在更短的时间内得出结果,使用户快速地了解其设计的声学品质。
LMS Virtual.Lab声学边界元可以准确地模拟结构声学耦合现象,例如当声源产生结构振动时(这种情况通常都发生在重量较轻的结构上),如发动机压力的强烈变化使发动机进气系统振动产生额外的辐射噪声。
LMS Virtual.Lab声学边界元可以处理内部和外部辐射噪声问题,并囊括了广泛的应用,如板件的传递损失、电子或家用设备的声音品质、辐射噪声等等。解决方案可以与其它CAE软件一起运行,并无缝链接ABAQUS、ANSYS、CATIACAE、I-DEAS、MSC.NASTRAN和PERMAS,是进行更高级、更专门应用的理想起点。

LMS Virtual.Lab 快速多极声学边界元

多极边界元方法是一种用来处理超大规模边界元问题的技术。这项新技术是对现有的边界元技术的完善:经典的边界元求解器可以高效地处理最大20000节点的边界元模型,而LMS virtual.Lab快速多极边界元高级求解器可以处理超过一百万节点甚至更多的声学模型。这样,考虑到高频的大型问题就得以有效解决,从而使得边界元方法的应用范围大为扩展。
快速多极边界元模块利用高速迭代技术以及基于多极扩展和多级别分层细胞子结构的复杂算法求解边界元问题。不同于对整体模型进行直接求解,该方法自动把模型分成若干区域,各区域又进一步不断地分解为更多子区域。最终每个小区域仍按照经典的边界元模型对待,而各小区域之间的关系则用一个转换算子描述,并采用快递迭代算法求解整体模型。这样总计算时间几乎线性正比于边界元模型的节点数,并且所需内存较少。该模块可以在Windows的PC机、多CPU系统和集群机上运行。
利用这项技术,模型求解速度大大加快,一系列全新的应用得以实现,例如高达几千Hz的完整车辆、飞机、船舶、潜艇、大型发动机、透平机等等的外场声学问题研究等。

LMS Virtual.Lab 声学有限元

相较于边界元方法,LMS Virtual.Lab有限元声学提供了一种更高级的方法用于声学仿真。与边界元法类似,它可用于预测和改进许多不同种类系统的声学和噪声性能。边界元法和有限元法的主要差别在于后者需要对整个传播区域(空气或水)进行建模。
有限元声学包括另外的高级技术,如无限元方法,可以帮助用户使用缩聚的有限网格来模拟声辐射,而不必对整个传播区域建模。LMS Virtual.Lab有限元声学可以进行声学的时域和频域仿真。典型时域的例子是关车门产生的噪声。其它有限元声学的例子包括透平机中考虑温度场和流动效应的分析,消声器中体积吸声材料的仿真等。
和边界元法一样,有限元法也可以模拟完全的声振耦合,用以确定声源对结构的影响。
LMS Virtual.Lab有限元声学还拥有高级的Krylov迭代求解器使计算速度提高100倍,并且可以存档声传递向量实现在几分钟内完成多任务运行。在多处理器平台上再结合并行计算功能,可使模拟速度再增快16倍。

LMS Virtual.Lab 数字发动机声学

LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件是有效的工具,用于预测完整发动机升速的噪声辐射,以及了解噪声问题的原因。采用这种全面的解决方案,工程师可以仿真和优化发动机设计的声学品质。
LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件使用来自于通过Virtual.Lab Motion进行多体动力学分析、一维计算工具(LMS Imagine.Lab AMEsim)或测量得到的激励力。采用这种动力学载荷数据及结构模态(由标准有限元软件算出),评价表面振动,用于多范围工况,并从中预测声学辐射。
采用LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件,工程师可以快速创建声学网格。与众不同的声学网格生成是基于声学网格包裹在结构网格之外,边界元法声学网格可以自动适应分析频率范围,最终将建立一个准确声学网格的时间从几个星期缩短到几小时。
解决方案的求解器使用了独特有效的ATV技术,可以进行快速多转速分析,并在分析不同设计方案时加速计算的再运行。基于表面振动,可以预测特定位置的总辐射噪声和声压级,将整个发动机噪声辐射过程从几个月缩短到一天。
基于以上结果,工程师可以通过ISO 3744标准网格分析总辐射功率和对激励力的声学灵敏度,并使用一套清晰的显示工具研究得到的声压级。

LMS Virtual.Lab 声疲劳

从本质上讲,系统的噪声和振动特性可能是随机的。为了精确地处理噪声和振动问题,工程师们必须从随机统计的观点着手解决随机问题。强大喷气或火箭射流引起的高声场激励本质上是随机的,并由此引发飞机机身、航天发射器整流罩板、卫星等的随机振动。这些振动不能确切地定义,却可以用功率谱密度PSD描述。因此,潜在的疲劳破坏本质上是随机的并且直接和应力结果的PSD相联系。
LMS Virtual.Lab声疲劳是处理声疲劳问题的专门解决方案。通过集成随机声振模块和随机疲劳模块,该解决方案帮助工程人员理解给定结构的随机声振行为,以及进行疲劳热点和疲劳寿命的预测,从而对相关疲劳性能进行优化设计。
LMS Virtual.Lab声疲劳解决方案通过声振耦合分析,得到结构和声学响应,即而进行耐久性分析。对于声学响应部分,该方案可输出由随机结构和/或声激励引起的透射和散射声场。对于结构响应部分,该方案可以计算振幅,同时也支持随机结构应力恢复(基于结构单元的应力谱密度,以及由标准有限元求解器得到的结构模态应力向量)。由此,工程师可以用振动和应力水平来评估关键结构点,并且用它们作疲劳寿命预测。
另外,网格粗化技术还提供强大的网格划分工具,帮助用户极其快速地创建高质量声学网格,节省几天甚至几周的建模时间。

LMS Virtual.Lab 高级内场声学

LMS Virtual.Lab高级内场声学作为LMS Virtual.Lab Desktop中声学功能的补充,是一个端到端的内场声学分析完整解决方案。它在统一的用户环境中集成了所有必要的流程:声振建模、激励和边界条件的创建、声固耦合分析(Nastran可选)、以及优秀的可视化、结果判读和优化等功能。
LMS Virtual.Lab高级内场声学是利用Virtual.Lab声学求解器的高级解决方案。其专用工具包括可以快速生成空腔内场声学有限元网格的网格生成器,可以得到高质量、频率相关的全六面体网格,并可考虑光滑和尖角特征。
声学求解器提供一整套频率相关的声学属性输入,例如汽车座椅面板吸声材料或体积吸声材料等属性。为更好仿真内场声学,还可以对车内装饰引起的结构阻尼进行建模和优化。空腔内场声模态可用快速迭代求解器有效求解,并对内场声学问题作初始的深入分析。独特的声传递向量技术利用一次计算得到的声学有限元解,快速地对多载荷工况进行重新模拟。
LMS Virtual.Lab高级内场声学具有面板贡献量分析功能,计算每个板对车内总声压的贡献。而更详细的网格贡献量和热点探测功能则使用户更细致地理解和定位问题。此外,LMS Virtual.Lab高级内场声学还可以扩展到路径和模态贡献量分析,以识别对内部噪声级贡献最大的结构模态,和对腔内噪声占主导地位的传递路径。

流体声学建模

在减少主要的噪声源,如道路噪声/车内发动机噪声或液压引起的结构噪声之后,工程师现在面临的复杂工作是如何减少所有部位产生的所有类型的流体噪声。流体声学模拟解决方案帮助工程师准确地预测和解决流体引起的噪声问题。

基于边界元技术的流体声学建模帮助工程师精确地预测和求解一系列气动噪声问题,包括家电和风力透平机的风扇噪声以及飞机的湍流噪声等。
流体声学建模使用一套基于声比拟理论的实用方法来预测气动噪声。它从计算流体动力学(CFD)得到的流场提取相应的气动声源,并支持任何具有CGNS接口的CFD软件,然后利用边界元技术计算辐射或散射的噪声场。
这种有效并节约成本的解决方案只需对系统的边界建模,得出易于创建、处理和检验的较小的声学模型,却为实际问题提供了准确的解决方案。强大的后处理工具可以使工程师分析并显示声学模型修改的结果。

快速内饰

快速内饰模块帮助用户评估多层材料的声学特性,例如用于吸声和隔声的地毯、木材和泡沫等。多层材料一般应用于基础结构上,其结果用与频率相关的复传递导纳表示,传达多层材料两侧(空腔侧和基础结构侧)的声压和速度的局部关系。该结果用于评估多层材料对整车、整机等内场声学性能的影响。

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