振动与噪声前沿理论及应用


随着交通运输工具和振动噪声仿真模型的日细和庞大,现代噪声、振动及舒适性(NVH)仿真计算及验证领域面临着巨大的挑战。传统的商用软件工具在计算效益上存在的不足和瓶颈,难以满足来自噪声振动工程界及学术科研的越来越复杂和多学科综合解析优化的工程设计和技术发展需求。

ProNas软件作为能量有限元分析(EFEA)和统计能量分析(SEA)领域的代表性解决方案,代表着振动噪声工程界新一代的前沿技术。它通过混合EFEA-SEA技术和基于能量有限元法的工程开发与应用,了传统能量有限元技术难以广泛和深入应用于实际工程项目的困局。

能量有限元理论在中高频计算中,具有建模灵活、计算效率高的优势。其理论本身具有宽泛的阻尼和耦合强度适用范围,同时拥有简单易学的用户操作界面,非常适用于结构声学问题的可行性研究、灵敏度分析及优化设计等。

ProNas软件的能量有限元-统计能量混合模块,涉及的基本变量是平均的能量或能量密度。它不仅可以快速建模预测及优化振噪特性,而且可以直接使用现有普通有限元网格进行中高频振动的分析和模拟。这大大节省了工程设计人员的建模时间,使工程人员能够在设计初期有效地进行工程预测和优化。

与传统的统计能量法相比,基于能量有限元的中高频噪音计算流程具有先天性优势。目前的EFEA-SEA混合算法可以有效解决中高频噪声振动问题,实现以下功能:预测整个系统在结构或声场激励下的随机噪声振动、分析和模拟各种介质中的中高频辐射声场、模拟板、壳、梁与声场之间的各种耦合与联结、对板状结构的中高频振动进行分析和模拟等。它还具有模型重复利用率高、可快速评估空腔声压、方便创建声学模型、直观显示结构振动及声腔声压级等一系列优势。

在汽车、船舶、高铁动车、轨道车辆、商用飞机等工业产品中,基于最新能量有限元-统计能量混合算法的特点,可简单快捷地进行中高频噪音计算。针对NVH性能设计的声学材料包装——声学包,是实际工程噪音问题最终解决方案的关键部分。ProNAS软件具有自成体系的声学包定义和计算逻辑,能够体现声学包对空气噪音和结构噪音的作用,并通过合理的界面设计实现计算效率和费用的平衡。