Ansys. Continuation de l'introduction. Meshing. Calcul de l'acoustique dans la modélisation ANSYS CFX des ondes acoustiques dans l'écoulement Ansys

Analyse de l'acoustique dans Ansys Mechanical 15.0

Sergey Khruulev
Ingénieur de support technique, GK "PLM Ural" - "Decks-Ural"

Pendant plus de 40 ans, Ansys, inc. Développe la ligne de ses produits pour les calculs d'ingénierie et écouter régulièrement les besoins et les souhaits des utilisateurs, libère des versions mises à jour. Le groupe d'entreprises "PLM Ural" - "Delkom-Ural" continue d'informer les lecteurs du magazine sur les innovations de la version de l'ingénierie logiciel Ansys 15.0. Dans cette publication, nous parlerons de produits logiciels pour la résolution de tâches acoustiques et vibroacoustiques.

Modélisation acustique

Dans la version 15.0 ANSYS, il permet d'explorer l'origine, la distribution, l'émission, l'absorption et la réflexion des ondes de pression acoustiques dans l'environnement acoustique. Acoustics à Ansys Mechanical - Il s'agit d'une bibliothèque acoustique complète Éléments finis, un grand ensemble de propriétés réelles des matériaux, une interaction structurelle conjuguée et acoustique pour la résolution de problèmes de vibro-tick, haute performance Solutions, applications pour la licence multiphysique ansys. L'analyse de l'acoustique n'était disponible que dans l'APDL mécanique ("classique" ANSYS), mais avec l'avènement du module ACT (Toolkit de personnalisation d'application) est maintenant implémenté dans ANSYS Workbench.

En utilisant les capacités acoustiques de l'emballage, de nombreuses tâches topiques peuvent être résolues, telles que: éliminer le bruit dans les voitures; minimisation du bruit dans les machines de production; acoustique des bâtiments et des structures; concevoir des appareils auditifs; étude d'hydroacoustique; Développement de sections, haut-parleurs, filtres acoustiques, silencieux et autres appareils similaires; intelligence géophysique; Aerocus Tika. Toutes ces tâches sont résolues à la fois dans une production plate et en vrac à l'aide de modules, d'harmoniques et de modules transitoires (temps maisi et les régions de fréquence), ainsi qu'une interface complète ou unilatérale des calculs pour la résolution des tâches vibroacoustiques.

En analyse modale, leurs propres fréquences et forme d'oscillations sont déterminées. Il est possible de définir une impédance et des interactions structurelles comme des conditions limites. Des soldats tels que Lantseos, Subspaces, Amortissement et Matrice asymétrique (bloc Lanczos, Subspace, amorti et non symétrique) sont utilisés.

En analyse harmonique, la réponse du système est calculée en fonction de la fréquence d'excitation basée sur le débit volumétrique ou la pression d'excitation. Réponse du système dans le temps à propos dela région est déterminée dans une analyse non statistionnaire (transitoire).

Workbench a également des moyens pour transmettre des forces électromagnétiques du module Maxwell en mécanique. Ceci est utile pour concevoir des structures dans lesquelles des vibrations mécaniques excitées par les forces électromagnétiques sont des sources de bruit significatif.

Vibroacoust

Les tâches vibroacoustiques impliquent une évaluation de l'effet sur la conception des influences de bruit et vibratoires. ANSYS 15.0 Offres d'analyse vibroacoustique pleine (utile pour résoudre des problèmes d'hydroacoustique) ou une interface unilatérale de deux types de calcul.

La conjugaison unilatérale est plus efficace pour les calculs acoustiques de la structure jusqu'à ce que l'effet acoustique puisse être négligé. Les résultats du calcul structurel dans ce cas sont appliqués comme excitation acoustique. Les tests structurels (décomposition de formulaires ou complètes) et acoustiques sont présentés dans deux modules d'analyse harmonique différents. Les vibrations des unités du modèle sont transmises à une analyse acoustique harmonique à l'aide d'un lien sur le schéma de projet. De plus, les données peuvent être transmises de données externes ou de fichiers au format ASI, qui, contrairement aux connexions précédentes, prennent en charge la grille correspondante.

Avec une conjugaison complète, des équations structurelles et acoustiques peuvent être résolues à l'aide du procédé d'une matrice asymétrique ou symétrique - ce dernier est plus efficace. Une analyse vibro-acoustique entièrement conjuguée comprend également une interaction avec des éléments électriques piézo, qui vous permet de résoudre de nombreuses tâches étroitement liées jusqu'à la conception de capteurs et de haut-parleurs.

Charges et conditions limites

Lors de la résolution des tâches vibroacoustiques, les charges et les conditions limites correspondantes sont définies.
Tout d'abord, ce sont des sources de pression acoustique, qui peut être réglée une onde plate (son avant a une forme de plan), monopol, dipôle, etc.

De plus, vous pouvez définir la vitesse de la propagation des ondes (y compris à la fois la fonction dépendante de la fonction), la source de masse dans l'équation d'onde (lance des ondes de pression dans toutes les directions), de l'impédance et du coefficient d'absorption (y compris les deux fonctions de fréquence).

Diffusion sonore

L'acoustique est examinée par diffusion en tant que processus: les ondes sonores sont dispersées avec des objets solides ou lorsqu'ils sont distribués à travers un espace inhomogène (par exemple, des ondes sonores dans l'eau de mer provenant d'un sous-marin).

sur la conception avec dispersion

Le modèle de problème acoustique est généralement un design immergé dans un environnement idéal homogène infini. Dans la glace pour réduire le coût des ressources informatiques et du temps d'ingénierie, il est nécessaire de réduire la zone à l'étude. Les conditions d'absorption des vagues nous donnent la possibilité de simuler une partie inférieure de la région et suggèrent que les ondes sortantes s'étendent à l'extérieur sans réfléchir. Il existe trois types de conditions d'absorption des vagues:

Les conditions de couches parfaitement assorties (conditions de couches bien sélectionnées) sont des couches de la longueur d'onde absorbante des éléments finaux, conçues pour triger le maillage de domaine open-caisse en analyse harmonique. Cette méthode n'est pas applicable dans des analyses modales et non stationnaires;

Limite de rayonnement (limite émettrice) - limitations du rapport de pression et de la vitesse de forme d'onde, coefficient d'absorption;

Éléments fluides infinis (milieu semi-infini) - définition des éléments absorbants du second ordre (par exemple, fluide130 ou fluide129) sur la limite de la partie modélisée du milieu.

Résultats de traitement

Les résultats obtenus pendant le calcul peuvent être liés non seulement au champ proche (CE MESH), mais également à la longue distance. Les résultats du traitement dans le champ FAR vous permettent de sélectionner un point à distance, hors de la grille, pour créer des graphiques.

Après avoir résolu un problème acoustique, il peut être nécessaire de calculer certains paramètres de distribution acoustique pour le système. Par exemple, la consommation d'énergie (puissance d'entrée) et la puissance de sortie (puissance de sortie), pertes de rendement (perte de rendement), coefficient d'atténuation et perte de transmission.

Performance de la solution d'analyse harmonique

Il existe deux méthodes pour résoudre l'analyse harmonique. L'un d'entre eux est une méthode complète - produit une solution d'équation matricielle à chaque fréquence. La seconde est VT (technologie variationnelle) - une méthode de solution alternative basée sur un algorithme de balayage de méthode global harmonique et effectue une décomposition matricielle sur les fréquences d'échantillonnage et effectuant des balayages rapides dans les fréquences. La méthode VT ne prend pas en charge les matériaux / charges dépendantes de fréquence, l'algorithme conjugué symétrique, les matériaux perforés (qui contient le vide ou les prenant), une conjugaison à une et bilatérale (Vibroacousti).

Pression à une fréquence de 700 Hz

Exemples d'application

L'un des exemples les plus frappants des structures nécessitant une analyse acoustique est de consulter des marchandises, telles que des orateurs et des silencieux.

Une analyse acoustique associée complète joue également un rôle important dans la conception du résonateur quart-onde. Pour réduire la pression acoustique, ses panneaux sont récoltés de tuyaux de diamètres et de longueurs différents. Absorption de la pression acoustique à certaines fréquences Le panneau de résonateur se produit également en raison d'un frottement visqueux interne.

Silencieux

Conclusion

Groupe d'entreprises "PLM Ural" - "Delkom-Ural" est un représentant autorisé de Ansys, Inc. Sur le territoire de la Russie et de la CEI depuis plus de 20 ans et est engagé dans le conseil, l'ingénierie, la mise en œuvre du logiciel, le support technique et la formation. Notre société dispose d'un état de haut niveau, certifié par le développeur de spécialistes techniques avec de nombreuses années d'expérience dans divers calculs. Nous voulons que des publications soient intéressantes pour les lecteurs. Nous vous suggérons donc de participer au choix des sujets les plus urgents pour la discussion sur les pages du journal. Nous attendons vos souhaits sur nos sites (www.cae-club.ru,
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résonateur

1 impédance acoustique - le rapport de l'amplitude complexe de pression acoustique à la vitesse oscillatoire en vrac (sous ce dernier, il est compris comme un produit en moyenne par le composant normal de la vitesse oscillatoire à la zone pour laquelle l'impédance acoustique est déterminée).

2 Le maillage conforme d'éléments finis est celui dans lequel les surfaces de contact ont des nœuds courants.

3 monopol est un émetteur idéal qui crée une onde sphérique symétrique et divergente;

4 dipôle - deux monopolis avec le même module et opposé dans la direction de vitesses volumétriques situées sur des petites comparées à la longueur d'onde de distance;

5 La diffusion est un processus physique général dans lequel certains types de rayonnements, tels que des particules lumineuses, sonores ou mobiles, sont contraints de s'écarter de la trajectoire directe en raison d'une ou de plusieurs inhomogénéités localisées dans le milieu.

Fourniture de la plate-forme de base de Comsol MultiPhysics ® de l'acoustique, vous obtenez un accès à des procédés spécialisés pour analyser les oscillations et les vibrations acoustiques qui étendent les capacités du package logiciel COMSOL ®.

Le module Acoustique comprend des outils permettant de modéliser les tâches suivantes:

• Absorbeurs et amortisseurs
• Déguisement acoustique
• Son de rayonnement
• Flux acoustique

• Microphones
• Appareils mobiles
• Formes d'oscolations de locaux et de structures
• Silencieux

• Tâches d'acoustique biologique
• Vagues acoustiques volumétriques (OAV - BAW
• Acoustique de salles de concert
• Acoustique de convection
• Instabilité de la combustion
• CORIOLIS Débitmètres
• Acoustique des salons de voiture
• Diffuseurs
• Transducteurs électroacoustiques
• Fluxomètres
• Bruit de flux de fluide
• L'interaction du fluide et du design dans le domaine de fréquence
• Prothèses auditives
• Caractéristiques du pouls
• Bruit des moteurs à réaction
• Haut-parleurs
• Capteurs acoustiques microélectromécaniques
• Microphones microélectromécaniques

• Instruments de musique
• Bruit et vibrations d'équipements mécaniques
• Matériaux absorbant sonore et isolation sonore
• Tests et contrôle non destructifs (NDT)
• Exploration de pétrole et de gaz
• Transducteurs piézoacoustiques
• Silencieux à jet et à absorption
• Acoustique des locaux et des bâtiments
• Émetteur
• Capteurs et récepteurs
• Dispositifs d'hydrolyse (SONAS)
• Vagues acoustiques de surface (tensioactif - scie)
• Insonorisation
• Vibroacoust
• Haut-parleurs et subwoofers à basse fréquence et à ultra-basse fréquence
• Ultrason
• Débitmètres à ultrasons
• Acoustique sous-marine (Hydroacience)

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Connexions multiphysiques

Disponible directement dans le module acustique:

• L'interaction des ondes acoustiques et des oscillations dans des structures étatiques solides (ASI)
• ASI en matériaux piézoélectriques
• L'interaction des ondes acoustiques et poreovélique
• L'interaction des ondes et des oscillations des pores élastiques dans des structures à l'état solide
• Reliure de régions acoustiques décrites sur la base de MCE et IE (FEM et BEM)
• Relialisation des régions acoustiques décrites sur la base d'acoustiques scalaires et thermosaux
• L'interaction des ondes acoustiques, en tenant compte des pertes thermiques et visqueuses et des oscillations dans des structures étatiques solides (ThermoViscouus ASI)
• L'interaction des ondes acoustiques, en tenant compte des flux d'arrière-plan (aérasience) et des oscillations dans des structures étatiques solides (AERO ASI)

Disponible en présence de modules d'extension supplémentaires:

• L'interaction des ondes acoustiques et des oscillations dans des coquilles d'état solide
• L'interaction des ondes acoustiques, en tenant compte des pertes thermiques et visqueuses et des oscillations et des oscillations dans des coquilles d'état solide
• Épandir son son dans des pipelines
• La tâche caractéristiques électriques Convertisseurs basés sur des modèles ciblés
• La tâche des propriétés électrodynamiques des aimants, des bobines et des aciers mous dans des transducteurs acoustiques
• La comptabilisation des flux de fond moyenne dans les aéroacoustiques
• L'interaction des ondes porocoustiques et des oscillations dans des coquilles d'état solide

Dans le modèle présenté, leurs propres modes de la salle sont examinés. Aux frontières extérieures, des conditions d'impédance complexes ont été configurées qui simulent des propriétés absorbant sonores utilisées dans la conception de la salle des matériaux.

Distribution de niveaux de pression acoustique dans la cabine de la voiture créée par un petit haut-parleur sur tableau de bord. Le modèle est collecté dans l'interface scalaire et contient des exemples d'une description complète d'impédance pour la doublure, des tapis, des surfaces plastiques et des sièges.

Concevoir un sonar hydroacoustique à partir du tableau de convertisseur Tonpilz Type. Le modèle utilise des liaisons multiples pour prendre en compte l'interaction des oscillations élastiques dans le matériau piézoélectrique des émetteurs et des ondes acoustiques dans de l'eau, tandis que l'acoustique scalaire est calculée sur la base du procédé des éléments limites. Le modèle facilite la calculation et la visualisation de la carte X-KI mécanique et de la carte directionnelle du sonar conçu.

Modèle de calcul des vibrations dans une transmission et un bruit synchronisé à cinq vitesses classiques générés dans l'espace environnant. Une étude non stationnaire de la multi-dynamique vous permet de calculer la vibration de la boîte de vitesses à une vitesse de moteur donnée et à une charge externe donnée. L'analyse acoustique vous permet d'obtenir une image de la distribution de niveau de pression acoustique dans la zone voisine et lointaine.

Pour simuler les phénomènes classiques d'acoustique, tels que la diffusion, la diffraction, le rayonnement et la portée des ondes sonores, un certain nombre d'interfaces du groupe "acoustique scalaire" sont disponibles dans l'emballage. Pour les tâches dans le domaine de fréquence, l'équation Helmholtz est utilisée pour des études dans le domaine temporel - une équation de vague scalaire classique.

Pour décrire les effets sur les frontières, une large gamme de conditions limites est conçue et prête à être utilisée. Par exemple, vous pouvez ajouter une condition limite décrivant la réflexion sur le mur ou la condition d'impédance pour la couche poreuse. Sur les limites internes et extérieures, vous pouvez ajouter des sources de rayonnement, par exemple, pour définir l'accélération acoustique, la vitesse, le décalage ou la pression. De plus, vous pouvez utiliser les conditions de rayonnement (type Zommerfeld) ou les limites périodiques du type de troupeau pour la tâche de frontières ouvertes ou périodiques.

Les interfaces physiques du groupe "acoustique scalaire" vous permettent de simuler la propagation du son dans les supports complexes, par exemple dans des matériaux poreux. Pour calculer les pertes de matières poreuses et fibreuses, l'un des plusieurs modèles moyennement moyens peut être utilisé, par exemple, le modèle de Delaware - Baseli ou Johnson Model - Shampooing - Allar. La comptabilisation des pertes thermiques et visqueuses dans des régions étroites sur la limite avec des murs rigides dans des guides d'ondes étroits d'une section transversale constante peut être mise en œuvre à l'aide d'un modèle équivalent d'acoustique dans des régions étroites (acoustique de la région étroite).

Vous pouvez également calculer et visualiser des champs externes dans des modèles avec des bordures ouvertes dans votre voisin et dans la zone extrême. Les diagrammes graphiques polaires et d'orientation aideront à visualiser la sensibilité spatiale et les réponses spatiales.

Interfaces de groupe Acoustics scalaires:

• Acoustics de pression, domaine de fréquence (Acoustique scalaire, domaine de fréquence)
• Conçu pour résoudre des problèmes décrits par l'équation Helmholtz, en tenant compte de diverses formulations d'ingénierie de conditions limites et de modèles matériels de fluides
• Analyse disponible aux fréquences propres pour calculer des modes acoustiques des formulaires de système et de fluctuations
• Conçu pour la recherche dans la dynamique de la distribution de signaux acoustiques d'une forme arbitraire dans l'espace
• Acoustics en mode limite. (Acoustique du mod de limite)
• S'attendre à des modèles de propagation et de décoloration dans les guides d'ondes et les canaux
• Acoustics de pression, élément limite (acoustique scalaire, éléments de limites)
• Solution efficace des problèmes de rayonnement et de diffusion basés sur la méthode des éléments limites
• Combiné avec des interfaces basées sur le procédé d'éléments finis décrivant, par exemple, des vibrations en solides et structures, incl. Matériaux piézoélectriques
• Acoustique de pression, temps explicite (Acoustique scalaire, solveur explicite pour le domaine temporel
• Il utilise une méthode de barrière de barre pour calculer la propagation non stamaire du son dans les chambres et pour une simulation efficace (en termes d'utilisation des ressources informatiques) de grandes tâches de diffusion.

Domaines d'utilisation:

• Silencieux et dispositifs d'absorption sonore
• Haut-parleurs
• Rayonnement du bruit de l'équipement
• Acoustique des salons de voiture
• Formes d'oscillations d'eau et de structures de construction
• Absorbeurs de bruit et diffuseurs
• Tâches de diffusion

Calcul des caractéristiques acoustiques du silencieux avec un matériau absorbant sonor poreux le long des murs. Dans l'analyse harmonique, des pertes dans le système sont prises en compte. L'image montre le flux d'énergie (intensité) et visualisée isosurface pour l'amplitude de la pression à l'intérieur de l'ustensile.

Un haut-parleur avec un onduleur de phase situé sur un plan infini acoustique rigide. Ce problème de radiation est modélisé à l'aide d'une approche hybride FEM-BEM: le haut-parleur est recréé à l'aide des coquilles décrites sur la base de la méthode des éléments finis, l'acoustique des régions internes est également modélisée par la méthode des éléments finis et l'espace extérieur et rayonnement - la méthode d'éléments limites. La distribution du niveau de pression acoustique à une fréquence de 3000 Hz est représentée.

En utilisant le module Acoustique, vous pouvez simuler l'interaction de l'acoustique et de la mécanique des structures dans un dispositif ou une structure particulière. Les interfaces prêtes à l'emploi vous permettent d'explorer les effets vibroacoustiques et de lier automatiquement les zones de fluide ou de fluide (fluide) et de conception de l'état solide. Interface Mécanique solide. (Mécanique solide) utilise un libellé complet pour décrire la dynamique des corps solides, de simuler la propagation des ondes transversales et longitudinales en solides, ainsi que des vibrations élastiques. Interface séparée Vagues poroélastiques. (Vagues absoloyantes) simule la propagation associée des ondes élastiques et longitudinales chez les matériaux poreux à base d'équations bio.

Les relations multiphysiques peuvent être facilement combinées dans une seule modèle des zones poreuses, des zones d'état solide, des matériaux piézoélectriques et des zones remplies de fluide pour calculer et concevoir de vrais appareils. Les propriétés harmonique et résonnantes des structures à l'état solide peuvent être calculées en tenant compte des précursions et de la communication bilatérale avec l'acoustique en fluide.

Domaines d'utilisation:

• L'influence des vibrations mécaniques sur le travail des silencieux
• Composants des haut-parleurs
  • Cas pour les orateurs
  • Dynamique et autres émetteurs
• Équipement mécanique
• Vibroacoust
• Écouteurs
• Insonorisation et exposition sonore dans les matériaux de construction

• Transducteurs piézoélectriques
  • Transducteurs à ultrasons
  • Émetteurs linéaires Sisteners
  • Transducteurs hydroacoustiques (Sonars)
  • Tableaux de Sonarov
• Modélisation détaillée des matériaux poreux et des ondes Poreoveore (Théorie du bio)
• Tâches de retour

L'analyse harmonique des travaux du haut-parleur dans l'onduleur de phase vous permet de déterminer la sensibilité axiale et spatiale. Dans ce modèle, dans le cadre d'un calcul unique, le calcul de la coque mécanique et de l'acoustique scalaire est associé à une communication multiphysique préconfigurée.

Étude de la réponse en fréquence du convertisseur de type Tonpilz, vous pouvez installer et définir toutes les clés acoustiques et mécaniques x-ki cet appareil: déformations et tensions dans le dispositif, signal acoustique émis, niveau de pression acoustique, schéma de mise au point dans la zone extrême, coefficient de transmission de tension et ou direction du faisceau sonore.

En utilisant les principes de l'acoustique géométrique implémentée dans le package logiciel COMSOL ®, des systèmes à haute fréquence peuvent être explorés dans lesquels la longueur d'onde sonore est nettement inférieure à celle de leurs tailles géométriques caractéristiques. Cette fonctionnalité est utile pour l'analyse acoustique des salons de voiture, des locaux et des bâtiments, tels que des salles de concert, ainsi que de simuler la propagation du son sous l'eau et dans l'atmosphère.

Domaines d'utilisation:

• Acoustique des locaux
• Acoustique de salles de concert
• Hydroacousty sous-marine
• Acoustique des salons de voiture
• Épandir son son dans des espaces ouverts
• Acoustique atmosphérique

Modèle calculant l'acoustique d'une petite salle de concert à l'aide de l'interface ACOUSTIQUE DE RAY. (Acoustique géométrique). Aux limites de la salle, les propriétés de l'absorption sont spécifiées comme des fonctions de la fréquence et des propriétés de diffusion. Sur la base d'une option de post-traitement spécialisée, une réponse à impulsions a été obtenue.

Interface Équation de diffusion acoustique Vous permet de trouver la distribution installée du niveau de pression acoustique (ou de la densité d'énergie acoustique) pour cette source sonore située dans un bâtiment de deux étages. Le solveur sur les valeurs propres sur les eigenvalues \u200b\u200bvous permet de calculer les temps de réverbération dans chaque pièce du bâtiment. Les courbes de descente énergétique peuvent être trouvées à l'aide d'une étude non stationnaire.

Vous pouvez résoudre efficacement les tâches d'informatique Aeroacoustics (CAA) à l'aide d'une approche en deux étapes implémentées dans le module Acoustique. À la première étape, le flux moyen de fond est calculé à l'aide des outils de module, l'hydrodynamique informatique ou le profil de flux est défini par l'utilisateur manuellement; À la deuxième étape, la propagation du son est résolue. Cette approche est également appelée acoustique de convection ou simulation de bruit dans le flux.

Il existe les formulations élémentaires finies stabilisées suivantes:

• Linéarisé Navier-Stokes (Linéarisé Navier - Equations Stokes)
• Euler linéarisé (équations d'Euler linéarisé)
• Flux de potentiel linéarisé (débit potentiel linéarisé)

Ces formulations prennent naturellement en compte la propagation du son dans le flux, la convection, l'atténuation, la réflexion et la diffraction des ondes acoustiques dans le flux. Il est également possible de procéder à une analyse FSI de l'interaction du fluide et de la conception dans le domaine de fréquence à l'aide d'interconnexions préconfigurées avec des interfaces permettant de calculer des structures élastiques à l'état solide.

Domaines d'utilisation:

• Bruit des moteurs à réaction
• Silencieux, incl. Avec flux d'arrière-plan
• Fluxomètres
• CORIOLIS Débitmètres
• Analyse des écrans anti-vibration, des structures insonorisantes et perforées en présence d'un courant
• Instabilité de la combustion

Analyse acoustique du résonateur Helmholtz et l'effet du flux moyen dans le modèle à l'aide de l'interface Linéarisé Navier-Stokes, domaine de fréquence (Linéarisé Navier - Equations Stokes, domaine de fréquence). Dans le modèle, lors du calcul des caractéristiques acoustiques du résonateur, les effets convectifs dans le flux et l'atténuation causés par la turbulence sont pris en compte.

Le champ acoustique de la chambre d'admission axisymétrique dans le moteur Turbofer de l'aéronef créé par la source de bruit à la limite est modélisé. Les résultats de la simulation ont été obtenus pour l'inclusion d'un courant d'arrière-plan incressible et sans elle, et tels lors de la prise en compte des murs rigides et des murs avec un revêtement absorbant sonore.

Pour analyser avec précision la propagation du son dans les géométries de petite taille, il est nécessaire de prendre en compte les pertes associées à la viscosité et à la conductivité thermique, en particulier des pertes dans les couches de limites acoustiques visqueuses et thermiques. Ces effets sont automatiquement pris en compte dans les équations qui sont résolues par les interfaces du groupe "acoustique thermozovique" (acoustique thermoviscique).

Ces interfaces sont bien adaptées au calcul des modèles vibromeutiques dans les transducteurs électroacoustiques miniatures: microphones, appareils mobiles, adieux aides et dispositifs microélectromécaniques. Pour une modélisation détaillée des convertisseurs, vous pouvez utiliser des connexions multi-physiques intégrées entre les structures à l'état solide et les zones de fluide décrites en termes d'acoustique de thermocouple.

L'interface prend également en compte des effets supplémentaires associés, par exemple, avec la transition du mode adiabatique au mode isotherme à basse fréquences. Une interface distincte vous permet de calculer et de détecter les modes de propagation et de décoloration pour les guides d'ondes et les canaux étroits.

Domaines d'utilisation:

• Appareils mobiles
• Convertisseurs miniatures
• Systèmes microélectromécaniques
• Prothèses auditives
• Microphones
• Matériaux et plaques perforées

La caractéristique de transfert du récepteur avec ancrage équilibré (récepteur d'induit équilibré) Knowles ED23146 avec des mesures standardisées. Les résultats de la simulation de ce haut-parleur miniature sont beaucoup mieux cohérents avec les données empiriques de Knowles lors de la prise en compte des pertes acoustiques dans le système.

Interfaces de groupe Ultrason (Ultrasons) vous permet de calculer la propagation non stationnaire des ondes sonores à grandes par rapport à la longueur de la longueur d'onde. Les ondes acoustiques avec une fréquence et une oreille humaine non audible, sont appelées ultrasons. La longueur des ondes ultrasonores est relativement petite.

Interface Équation des ondes convoyées, temps explicite (Équation des ondes de convection, solveur explicite) permet des études numériques de grands problèmes acoustiques linéaires dans la zone temporaire, en tenant compte de la large gamme d'oscillations et d'un flux d'arrière-plan stationnaire. Les interfaces sont idéales pour les modèles non stationnaires avec des sources et des champs arbitraires en fonction du temps.

Le schéma de formulation et de calcul de l'interface est basé sur la méthode de l'écart de la galerie et utilise un solveur explicite (solveur expressément explicite), nécessitant une petite quantité de mémoire.

Domaines d'utilisation:

• Débitmètres à ultrasons
• Capteurs de mouche ultrasonores
• Distribution non stationnaire signaux sonores En présence de flux de fluide

Les principales caractéristiques et fonctionnalités disponibles dans le module Acoustique.

La fonctionnalité clé et les avantages du module acoustique sont systématisés et décrits ci-dessous.

Processus de modélisation intuitif

N'utilisez-vous que le module acoustique ou la combinaison de divers produits de la famille COMSOL, le processus de simulation dans le package logiciel COMSOL ® est toujours universel, logique et simple. Un processus de modélisation typique consiste en plusieurs étapes:

• Construction de la géométrie
• Choix du matériel
• Choisir une interface physique appropriée
• Tâche de la limite et des conditions initiales
• Création d'une grille d'éléments finis, incl. Automatique
• Calcul du modèle physique
• Résultats de la visualisation

Intégration avec d'autres plates-formes logicielles

Si vous souhaitez utiliser des données de table dans le modèle ou inclure une géométrie complexe à partir d'un système de CAO tiers dans le modèle, vous avez un module d'intégration approprié. Avec l'aide de produits Livelink ™, vous pouvez intégrer progiciel COMSOL MULTIPHYSICS ® avec de nombreux outils tiers, tels que MATLAB ® Software Package, Spectacles Microsoft® Excel ®, Paquet Inventor ® et de nombreux autres.

Méthodes numériques utilisées et types de recherche accessibles

Le package logiciel COMSOL ® utilise des solveurs et des procédés de calcul flexibles et efficaces pour les calculs. Les fréquences caractéristiques des tâches de l'acoustique sont couvertes en une décennie. La complexité calculationnelle des calculs peut fortement dépendre du libellé de la tâche acoustique. Ainsi, aucune méthode spécifique ou méthode numérique n'approchente absolument toutes les tâches de cette zone.

Le module acoustique contient quatre méthodes numériques différentes: le procédé de l'élément fini (FEM), le procédé d'élément limite (BEM), la méthode de trace de rayons (traçage de rayons) et la méthode de déconnexion d'éléments finis de la galerie (DG-FEM). Différents types d'études complètent l'ensemble des méthodes numériques et vous permettent d'effectuer tous les types d'analyse nécessaires. En particulier, le domaine de fréquence, la recherche sur ses propres fréquences et modes (Eigenfrequency et Eigenmodes), ainsi que des études non stationnaires dans le domaine temporel (domaine horaire) sont inclus dans le module. Des méthodes itératives spécialisées vous permettent de résoudre des modèles multiphysiques avec des millions de degrés de liberté, combinant diverses approches au sein d'une tâche.

Le module Acoustique comprend la formulation basée sur les méthodes suivantes:

• Méthode d'éléments finis (MKE - FEM)
• La méthode la plus courante et universelle dans laquelle l'échantillonnage est disponible sur la base d'éléments à haute commande.
• Formulations pour calculs dans le domaine de fréquence et le domaine temporel (basé sur des solveurs implicites)
• Éléments de limite Méthode (MGE - BEM)
• La formulation intégrale des équations initiales nécessite la tâche de la grille uniquement sur les surfaces et les limites
• Un groupe double face de calculs à base d'EMC (FEM) pour zones et structures acoustiques (corps solide, coquilles et membranes) est disponible.
• Méthode de base de la galerie des éléments finis (DG-FEM)
• Méthode Galerie Gallerkin basée sur des solveurs explicites
• Méthode non-mémoire pour calcul non stationnaire gros modèles avec des millions de degrés de liberté
• Tracé laser
• Conçu pour résoudre des tâches acoustiques à des hautes fréquences, par exemple, le problème de la propagation du son sous l'eau ou à l'intérieur

Les types de recherche suivants sont disponibles dans le module Acoustique:

• Étudier dans le domaine de fréquence
• Calcule la réponse acoustique et les caractéristiques acoustiques dans la plage de fréquences spécifiée
• Étude non détournée dans la région temporaire
• Colombages
• Distribution / montée / division des impulsions acoustiques finies dans l'espace
• Analyse des signaux acoustiques à large bande
• Simulation de phénomènes non linéaires
• Recherche sur ses propres fréquences
• Calcul des modes et des fréquences de résonance des espaces fermés et des structures
• Calcul du facteur de qualité et de perte
• Analyse modale
• Calcul et détection des modes d'extension et de décoloration dans les guides d'ondes et les canaux

Pertes acoustiques

Dans le modèle, vous pouvez facilement envisager des pertes acoustiques. Cela vous permet de simuler, par exemple, des matériaux poreux et fibreux à l'aide de la théorie de la bio à l'aide de l'interface Vagues poroélastiques. (Waves Poreoveore). De plus, les zones poreuses de l'interface pour acoustique scalaire peuvent être simulées à l'aide de modèles de matériaux équivalents Poroacoustique. (Poroacousti). Parmi le dernier modèle de Delany-Bazley, Miki (Miki) et Johnson - Shampooing - Allar (Johnson-Champoux-Allard). Également dans le modèle, vous pouvez prendre en compte l'atténuation en utilisant des formules analytiques classiques ou des expressions personnalisées, incl. Basé sur des données empiriques.

Des modèles détaillés qui prennent en compte les pertes thermiques et visqueuses peuvent être créés à l'aide de l'interface. Acoustique thermoviscus. (Acoustique de thermalcycle). Le libellé utilisé dans l'interface permet de prendre en compte tous les phénomènes associés à des couches acoustiques visqueuses et thermiques et concentrées en eux. Dans le même temps, des liaisons multiphysiques intégrées avec des structures vibrantes sont disponibles. Dans des modèles de guides d'ondes et d'autres structures avec une section transversale constante, vous pouvez utiliser une approche simplifiée basée sur la moyenne des pertes de perte de la couche limite, implémentées dans le modèle de matériau. Acoustics de la région étroite. (Acoustics dans les régions étroites) pour l'acoustique scalaire.

Attitude de signaux acoustiques se propageant dans le fluide de fluide avec des gradients à haute vitesse, la température ou avec une turbulence sévère, peut être modélisé en détail dans les interfaces de groupe. Linéarisé Navier-Stokes (Linéarisé Navier - Equations Stokes). Le flux d'arrière-plan peut être calculé à l'aide du module hydrodynamique de calcul (CFD).

Électroacoustique

Lors de la modélisation de divers convertisseurs, vous pouvez combiner fonctionnalité Module Acoustics et CA / CC ou Module MEMS pour la création de modèles multiphysiques-éléments finis avec un frère bilatéral de tous les effets acoustiques et électrodynamiques. Vous pouvez donc modéliser des aimants et des bobines sonores de haut-parleurs ou de forces électrostatiques dans les microphones capacitifs. Dans la simulation de convertisseurs électromécaniques complexes, il est possible d'utiliser des simplifications en fonction de circuits concentrés équivalents à base de circuits ou d'éléments mécaniques. Les deux approches sont basées sur une relation bilatérale complète.

Exemples de tâches appliquées:

• Modèles multiphysiques du haut-parleur, en tenant compte des effets Mehnic et électrodynamique
• Dynamique
• Combinaison de modèles distribués d'émetteurs et de modèles concentrés équivalents de type de Tila-petit
• Optimisation des composants magnétiques à l'aide du module AC / CC
• Microphones
• MEMS transducteurs

Tâches de rayonnement et zones ouvertes

En acoustique, les tâches sont souvent trouvées dans lesquelles des ondes acoustiques doivent être distribuées dans un espace libre (ouvert) sans réfléchir sur les limites externes de la zone de règlement. Par exemple, cela nécessite de modéliser la sensibilité spatiale des convertisseurs ou des calculs de diffusion dans les applications Sonar. La résection des limites dans le modèle peut être posée en utilisant plusieurs méthodes et techniques différentes disponibles dans notre package. Pour des tâches simples, il est possible de limiter les conditions limites d'impédance ou les conditions de rayonnement à la limite (type Somerfeld). Pour des cas complexes de rayonnements ou de tâches multiphysiques complexes, il peut être bénéfique d'utiliser des couches supplémentaires auxiliaires avec des paramètres spéciaux.

Pour ce dernier, plusieurs libellés sont disponibles dans le module Acoustique:

• Des couches idéalement cohérentes (PML - des couches parfaitement assorties), cette technique est implémentée pour tous les modèles et disponible dans le package d'interface dans le domaine de fréquence.
• Couches idéalement cohérentes (PML - des couches parfaitement assorties) pour une zone temporaire disponible dans l'interface ACOISISTIQUE DE PRESSION, TRANSIENT (Acoustique scalaire, zone temporaire)
• Des couches dites absorbantes (couches absorbantes) disponibles dans des interfaces à base de la méthode discontinue d'éléments finis galerkin (DG_FEM) et dans l'interface * Euler linéarisé, transitoire * (équations d'Euler linéarisé, une zone temporaire)

Utilisation de capacités multiphysiques et une approche hybride FEM-BEM (combinaison du procédé d'éléments finis et limites), il est possible de résoudre efficacement des problèmes avec les zones ouvertes par la méthode d'éléments limites à l'aide de l'interface Acoustique de pression, élément limite (Acoustique scalaire, méthode d'élément limite).

Modélisation basée sur les équations utilisateur: modifier les équations source ou demander des connexions multiphysiques personnalisées

Pour un contrôle de modélisation complet, vous pouvez utiliser la modélisation en fonction des équations utilisateur (modélisation à base d'équation) afin de modifier les équations initiales et les conditions limites directement dans le logiciel, ajustant les modèles de votre recherche. Par exemple, il est possible de simuler des phénomènes physiques qui ne sont pas spécifiés à l'avance dans le module acoustique comme des interfaces prêtes à l'emploi ou de créer de nouvelles connexions multiphysiques. Vous pouvez modifier des modèles de matériaux en tenant compte des effets non linéaires en ajoutant ou en modifiant des équations de matériau. Vous pouvez également lier des phénomènes physiques avec des méthodes non standard. Par exemple, vous pouvez lier des hydrodynamiques acoustiques et informatiques pour simuler des flux acoustiques ou des effets non linéaires de la formation de tourbillons sous l'action des ondes sonores.

De plus, les outils implémentés dans l'emballage de modélisation basé sur les équations utilisateur sont éliminés de la nécessité de programmer et de créer leurs propres codes calculés à partir de zéro, offrant des capacités de manière significativement plus flexible et réduisant le temps consacré à la création de modèles et à la recherche de la recherche.

Applications de modélisation: simplifier le flux de travail et l'interaction avec des collègues et des clients

Pensez combien de temps et de force que vous pourriez investir dans de nouveaux projets, si vous n'avez pas encore exécuté les mêmes modèles et effectuez les mêmes calculs pour d'autres collègues, moins de connaissances avec la simulation numérique et l'emballage en particulier. À l'aide de l'environnement de développement d'applications intégré au package logiciel COMSOL MultiPHYSICS ®, vous pouvez créer des applications de simulation basées sur les modèles COMSOL qui simplifient le processus de modélisation, limitant ainsi la modification des données d'entrée et contrôlant la sortie uniquement les résultats de l'utilisateur final. Avec eux, vos collègues pourront effectuer des calculs typiques.

L'interface d'application de simulation (applications de simulation) facilite la modification des paramètres source ou des données calculées, par exemple une impédance acoustique et surveillez l'influence des modifications sans effectuer le processus d'assemblage et de réglage de l'ensemble du modèle. À l'aide d'applications, vous pouvez accélérer le processus de conduite de vos propres recherches. De plus, vous pouvez fournir un accès aux applications à vos collègues afin qu'ils remplissent de manière indépendante leurs calculs, libérant votre temps et votre force pour d'autres tâches.

Le flux de travail de la création et de l'utilisation d'applications d'application est très simple:

• Créez une interface graphique utilisateur simple pour votre modèle de haut-parleur complexe (application)
• Configurez l'application pour vos besoins, la sélection des données d'entrée et de sortie souhaitées à la disposition des utilisateurs.
• Utilisez le produit COMSOL Server ™ pour stocker et systématiser à distance les applications et leur donner accès à vos collègues et / ou clients.
• Vos collègues et / ou clients seront en mesure de conserver des calculs et des projets de modèle spécifiés dans l'application sans votre aide.

En utilisant la fonctionnalité de l'application pour la modélisation, vous pouvez fournir un accès à des calculs numériques et concevoir vos collègues au sein du ministère et que le laboratoire, l'ensemble de l'organisation de l'ensemble de l'organisation, des étudiants et des étudiants diplômés, des clients et des clients.

Une application de calcul des réflexions acoustiques créées dans l'environnement de développement d'applications multiphysiques COMSOL utilisant le module Acoustique.

Simulation numérique d'impact acoustique dans complexe logiciel Ansys cfx

K.t.n., chercheur principal de Tsagi. prof. NE PAS. Zhukovsky.

Ph.D., responsable de la division du Tsagi. prof. NE PAS. Zhukovsky.

L'article examine la méthode de calcul de l'impact actif sur la zone induite par un aéronef passager supersonique. Comparaison des résultats obtenus à l'aide du package logiciel ANSYS CFX avec des données expérimentales. Pour l'utilisation opérationnelle d'un code ANSYS industriel ANSYS CFX, une macro a été développée, incluse de manière biologique dans interface de programme, qui a permis de simplifier considérablement la procédure de calcul de l'impact acoustique.

L'une des tâches principales que vous devez résoudre des concepteurs d'aéronefs d'aviation passagers super-soline minimise l'intensité de la vague d'impact acoustique, accompagnant inévitablement le vol supersonique. La base de la conception d'un aéronef supersonique avec une faible intensité de l'impact du son est le calcul direct de l'onde sonore d'une onde sonore sur le sol avec un mode de vol donné (hauteur, vitesse) et les paramètres géométriques de l'aéronef.

La méthode de calcul de l'impact acoustique comprend une solution de deux tâches: tâches de déterminer le champ proche près de la disposition de l'aéronef et de la propagation de l'onde sonore dans l'atmosphère à la surface de la Terre. Pour résoudre le problème de la rationalisation, la possibilité de la possibilité d'utiliser les équations les plus précises qui retirent toutes les restrictions sur la forme du corps simplifié, des modes d'écoulement (torchers ou subsonsiques) et vous permettent de simuler le fonctionnement du moteur réel . Le but principal de ce travail est de développer une méthodologie de calcul de l'impact acoustique sur la base de solutions d'Avarius - Stokes en moyenne par Reynolds. En tant que système qui met en œuvre la solution des stokes Navier - Stokes en moyenne par Reynolds, le CFX ANSYS (Contrat de licence du TSAGI N ° 501024), qui a été adapté au calcul de l'impact acéré et a été testé sur des exemples de test.

Les complexes logiciels modernes basés sur les principes des calculs parallèles des équations Navier - Stokes ont une compréhension. structure modulaire et en plus du principal module décisif, citons un certain nombre de logicielVous permettant d'effectuer efficacement des expériences de calcul sur la diffusion du corps d'une configuration complexe d'un flux de gaz ou d'un liquide. Les principes de base des complexes logiciels modernes d'hydrodynamique informatique, tels que ANSYS CFX et Ansys, sont illustrés à la Fig. une.

avion

Lors du calcul de l'impact acoustique, c'est-à-dire lors de la détermination des perturbations sur la surface de la terre, créée par l'appareil de vol en volant à la vitesse supersonique, le champ d'écoulement tridimensionnel peut être divisé en deux zones:

• zone 1 avec taille caractéristique r ordre de longueur du corps L (r ~ l);
• zone 2 avec taille caractéristique de l'ordre R Heights de vol H (r ~ h).

D'habitude N \u003e\u003e L. (Par exemple, si la hauteur est de 15 000 m et la longueur de l'aéronef est de 50 m, puis N / L.=300).

Dans la formulation décrite, deux tâches doivent être résolues: l'une d'entre elles forme les données initiales dans un flux tridimensionnel et la seconde calcule la propagation de la perturbation du corps à la surface du sol.

À la première étape, il est nécessaire de calculer la rationalisation de la disposition de l'aéronef et de trouver les paramètres de débit autour de celui-ci (fig. 2). Surface S1. est la limite du courant indigné et non conturbée (Cône Mach), Plan S2., la vitesse parallèle du flux d'incident est sous le corps, mais ne le concerne pas. Avion S3. et S4. Déterminé par l'enveloppe inverse mach contes du segment UN B.

Surtout pour l'emballage logiciel ANSYS CFX, une macro a été développée (Fig. 3), qui basée sur la technique vous permet de calculer l'impact acoustique de la zone en fonction du calcul du champ proche. La macro a été intégrée au post-processeur Post CFX.

Dans ANSYS CFX

Une fois que la tâche de diffusion de la disposition de l'aéronef est résolue, de calculer l'intensité de l'impact acoustique, il est d'abord nécessaire dans le PostProcesseur du CFX de créer un plan parallèle au flux entrant, qui sera situé sous l'aéronef. Dans le voisinage immédiat de celui-ci, mais cela ne le touche pas (Fig. 4). Cet avion à la Fig. 2 correspond à l'avion S2.. Application cette méthode Les définitions de l'impact acoustique sur le sol nécessite un calcul précis de la répartition de la pression dans le plan S2.. Cela place des exigences élevées sur la qualité de la grille de calcul. Avec sa préparation, il est nécessaire d'utiliser le meulage local dans la zone située entre l'aéronef (LA) et l'avion S2..

Pour travailler Macro, vous devez définir les paramètres suivants:

• Région d'entrée - une surface limite à travers laquelle le débit est inclus dans la zone estimée;
• Avion zhilin - avion S2.;
• Symétrie - un paramètre définissant à l'aide d'un modèle complet (complet) ou de sa moitié symétrique (moitié);
• Altitude de vol - La hauteur de la vol;
• Longueur du corps - longueur caractéristique de LA;
• X numéro de marche - le nombre d'étapes le long de l'axe longitudinal;
• Numéro d'étapes d'altitude - Nombre d'étapes de la hauteur.

Les deux derniers paramètres déterminent le degré d'échantillonnage. Les valeurs par défaut (500 et 2000 respectivement) vous permettent d'obtenir une solution avec un degré de précision assez élevé. L'augmentation du nombre d'étapes le long de l'axe longitudinal nécessite des coûts élevés. mémoire vive Et cela peut conduire à des échecs dans les travaux du programme.

Figure. 5. Avion TU-144: A - Vue arrière; Blini Toka
Sur la surface du modèle calculé et la forme des jets de la buse

Aspirant de Mfti Cho Kyu Chul, un ensemble de calculs de test pour l'aéronef de TY-144 a été effectué (Fig. 5 mais). Des calculs ont été effectués à l'aide du logiciel CFX et de la macro développée. Lors de la modélisation de la centrale électrique de TU-144, il est également nécessaire de considérer l'influence des jets de moteurs sur le champ de perturbation de l'avion S2. et un impact acoustique. En figue. 6 mais La forme et la position de la centrale utilisée dans ce travail sont présentées. La direction et l'angle de la solution de buses sont illustrés à la Fig. 6 b.. Direction du jet θcd. Varie avec un angle d'attaque et l'angle de la buse ( θc)il est supposé égal à la valeur optimale — 10 .

Schéma d'expiration A - Jet; B - Buse

Figure. 7. Influence du jet de moteur sur l'aéronef de TU-144 de l'impact acoustique de l'aéronef de la pression excessive dans l'onde en forme de N, B - le deuxième pic dans l'expérience

Les résultats des calculs en comparaison avec les données expérimentales sont illustrés à la Fig. 7. La comptabilité des jets du moteur crée un deuxième pic dans une pression excédentaire (Fig. 7 mais). Dans l'expérience, la pression excédentaire de l'onde audio de l'aéronef TU-144 a également un deuxième pic, plus intense (Fig. 7 b.) Cela peut résulter de l'effet des jets des buses opérant aux angles du flux du flux de buse, qui n'ont pas été enregistrés lors de l'expérience. Figure. cinq b. Illustre la nature du flux autour de l'aéronef TU-144 avec des moteurs opérationnels avec les paramètres calculés de l'expiration du jet.

La macro créée appliquée à n'importe quelle version de ANSYS CFX et est organiquement incluse dans l'algorithme de ce code industriel, qui a été prise en tant qu'outil pour déterminer le champ proche à l'aide des équations Navier - Stokes, a permis de développer une procédure efficace de calcul impact sonore sur le sol.

Littérature

1. Zhilin Yu.l., Kovalenko V.v. Sur la liaison des champs proches et éloignés du problème de l'impact acoustique // des scientifiques du Tsagi, donc xxix. 1998. N ° 3 et 4. C. 111-122.
2. Menteur F.R., Galpin P.F., Esch T.,
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3. Vediv v.v., Kovalenko V.v., Terecher L.L., Chernyshev S.L. La méthode de détermination de l'intensité de l'impact acoustique sur le sol dans l'étude de la disposition de l'aéronef de passager supersonique // vol. 2013. No. 10. C. 17-27.
4. Evrov, Yu.a., Rodnov A.V. Tests en vol d'aéronefs de passagers supersoniques pour la première génération de Sound Bull // Conférence scientifique et technique internationale "Nouvelles frontières de la science de l'aviation" Astec'07, Moscou, 19-22 août 2007

introduction

La tendance mondiale vers une augmentation du confort des aéronefs dicte de nouvelles règles, la technique ne devrait pas simplement voler - et voler économiquement, créer aussi peu d'inconvénients que possible pour une personne. L'un des principaux facteurs d'inconfort est le bruit, avec une valeur supérieure à 80 dB, elle est considérée comme nocive pour les humains.

Aeroshums peut être divisé en deux classes: formé lors du mélange de particules du milieu dans le flux et lorsqu'il coule autour du flux de solide Tel. Pour la première classe, le bruit du jet peut être attribué au second - le bruit du flux autour des fils (appelé. EOLS de tonalité), vis, ventilateurs, etc. Les bruits d'origine hydrodynamique étudie des hydroacoustiques.

Dans la composition du bruit rayonné par la vis de roulement, le bruit vortex (ou large bande), le bruit de rotation des lames et des lames de coton est distingué. Bien que la différence entre ces constituants ne soit pas si grande, car elle semble d'abord, une telle classification est utile pour présenter des résultats.

La création d'une vis à faible bruit et efficace est un problème très grave, car ces deux signes se distinguent généralement mutuellement. Développer de telles vis nécessaires à l'utilisation de nouveaux matériaux ou des idées de conception.

1.Torentissation du son

Bien que l'hélicoptère soit le décollage vertical le plus à faible bruit, le niveau de bruit causé par eux est encore assez élevé. Cela peut être un inconvénient important de l'hélicoptère, si dans le processus de conception ne doit pas adopter des mesures spéciales pour réduire le bruit. Étant donné que les exigences relatives au niveau de bruit des aéronefs deviennent de plus en plus strictes, l'étude de l'émission sonore du transporteur en cours de conception de l'hélicoptère est importante. En raison de la fréquence de rationalisation des pales de vis, le spectre de bruit est sensiblement concentré à proximité des fréquences, NQ de fréquence multiple qui passent les lames (Fig. 1.1). Le rayonnement du bruit est causé par le fait que les composants permanents de la force de levage et la force de résistance tournent ensemble avec les lames, ainsi que le changement des composantes haute fréquence de ces forces. Dans le domaine des hautes fréquences, il existe une expansion de lignes spectrales, associées à des changements aléatoires dans les paramètres de débit, notamment avec les fluctuations de charges résultant sous l'influence des vortex libres. La pression acoustique varie dans le temps principalement avec une période n / nq.De plus, il existe des pics de pression tranchants associés aux phénomènes aérodynamiques locaux, tels que les manifestations de compressibilité et causées par des changements de tourbillons dans les charges. Dans la composition du bruit rayonné par la vis de roulement, le bruit vortex (ou large bande), le bruit de rotation des lames et des lames de coton est distingué. Bien que la différence entre ces constituants ne soit pas si grande, car elle semble d'abord, une telle classification est utile pour présenter des résultats.

Vortex ou haut débit, le bruit est un son sifflant haute fréquence, dont la fréquence et l'amplitude sont modulées par un signal périodique ayant une fréquence des lames. Ce bruit est aléatoire et associé à des changements aléatoires des charges sur les lames. L'énergie de ce bruit est répartie selon une partie importante du spectre des fréquences audibles, que pour la vis de support occupe environ 150 à 1000 Hz d'environ 300-- 400 Hz. (Il convient de noter que la plage d'audience d'une personne est de 100 à 20000 Hz avec une perception maximale à une fréquence de 1000 Hz) bruit de vortex de la vis de support provoquée principalement par des changements aléatoires dans l'ascenseur en raison du passage de la lame dans la sentier turbulent. Fin Vortices jouent un rôle particulier dans sa création. Parmi les autres sources de bruit de vortex, il est possible de modifier la variation de la lame en raison des vortex transversaux convergeant du bord arrière, la turbulence du flux entrant, ainsi que la séparation et la turbulence de la couche limite. (Il convient de noter que le nom "Bruit Vortex" reflète le concept initial de sa connexion avec le chemin des tourbillons transversaux, similaires à ceux résultants, lorsque le cylindre est rationalisé. Le maximum de l'intensité du bruit de rotation tombe sur très basses fréquencesDonc, plusieurs hautes harmoniques peuvent ne pas tomber dans la plage sonore. Ainsi, si le bruit de la rotation prévaut, ce n'est pas le cas le plus désagréable de la perception. Compte tenu de la perception de la prédominance se révèle souvent un bruit de vortex.

Figure 1.1 - Spectrum du bruit de la vis de support

Le bruit de rotation est déterminé par un changement purement périodique de la pression acoustique générée par une puissance périodique aux lames dans l'air. Le spectre de ce bruit est constitué de lignes de fréquences discrètes, de fréquence multiple Nq. Passer les lames. Le bruit de la rotation prévaut dans la partie basse fréquence du spectre et dans le cas de la vis de support correspond aux fréquences du non-sontal. Le bruit de rotation peut provoquer des vibrations des conceptions de l'hélicoptère et des dommages à la fatigue. De plus, le bruit basse fréquence se propage bien dans l'atmosphère, tandis que des harmoniques élevées sont rapidement fanées de l'hélicoptère. Par conséquent, à de grandes distances de l'hélicoptère, les pales de coton et le bruit de rotation de la vis de support sont de la plus grande valeur. L'hélicoptère est généralement détecté acoustiquement pour le bruit de rotation de la vis de support.

Le bruit est mesuré en unités spéciales - décibels (dB) déterminés par la relation

1 dB \u003d 10. lg

L'échelle logarithmique est utilisée car elle reflète mieux les différences dans les ordres de la magnitude des signaux sonores et les propriétés de la réponse auditive au bruit sont proportionnelles au logarithme de son pouvoir. L'intensité du courant d'énergie acoustique à un point spécifié du champ est déterminée par la magnitude

où R- perturbation de la pression, a - le taux de mouvement indigné du support. La valeur instantanée est l'énergie émise par unité d'unité. Dans le champ extrême, la vitesse indignée et la pression sont associées au rapport afin que l'intensité du flux d'énergie soit déterminée par l'expression

où - la vitesse du son est la valeur moyenne de la densité d'air, est la valeur quadratique moyenne de la pression acoustique. Ainsi, l'intensité du rayonnement acoustique est déterminée par l'ampleur de la pression quadratique moyenne. Les organes auditifs et la conception de l'aéronef réagissent à la déviation de la pression de l'atmosphère. Par conséquent, le bruit est caractérisé par un niveau de pression acoustique. Spl (Niveau de pression acoustique) mesuré en décibels en matière de pression de référence Spl=20 lg.

Pour une pression de référence, prenez généralement. Ainsi, la courbe de la densité spectrale de la pression quadratique moyenne peut être considérée comme la loi de la distribution de fréquences d'énergie sonore.

fin de lame aérodynamique

2. Son

2.1 Choisir une méthode de calcul

Pour calculer le son vu du chapitre 1, il est nécessaire de disposer de données empiriques obtenues à partir d'expériences de purge. Le processus de purge coûte très cher, il a donc été décidé d'utiliser le programme simulant tous ces processus.

L'un de ces programmes est Ansys. Et son module CFX..

Ansys. - Paquet logiciel à l'aide de la méthode des éléments finis pour effectuer des calculs.

CFX.- Module de package logiciel Ansys. Y compris le calcul des caractéristiques aérodynamiques.

2.2 Choix de la lame de profil

Pour effectuer le calcul, sélectionné dans la modification de profil de profil Atlas Clarky.-15, dont les caractéristiques sont énumérées dans le tableau 2.2.1. Le choix est justifié par le fait que le profil est assez simple et ne causera pas de difficultés dans sa simulation dans 3 RÉ..

Tableau 2.2.1 - Modification des caractéristiques de profil Clark. Y.-15

Où K. maxProfil de qualité aérodynamiqueMAximal, C. ymax - coefficient de levage maximum, C. xmin.- le coefficient de résistance minimale du pare-brise, C. m. 0 -dation du coefficient de moment longitudinal C. y.=0.

Figure 2.2.1- Graphique de modification de la force de levage de l'aile de l'angle d'attaque

Figure 2.2.2- Profil de vacance

Comme on peut le voir de la Fig. 2.2.2 Le profil simulé a des similitudes mais pas identique au profil TSAG de cette manière, on peut noter qu'il créera une erreur de calcul

2.3 Calcul du profil PLUSPAD

2.3.1 Détermination de la zone de règlement

En relation avec le manque de données sur le son, nous analyserons le flux autour de la lame dans Ansys. CFX.Afin de déterminer la précision du modèle et des objets de son raffinement, et l'expérience de purge du profil sera simulée Clarky.-15 dans le tube aérodynamique T-1 situé dans la tsaga.

Les caractéristiques géométriques des lames sont présentées dans le tableau 2.2.1.

La zone calculée est sélectionnée en fonction du tuyau aérodynamique T-1 utilisé par le Tsagi.

Tableau 2.3.1.1 - La géométrie de la zone de règlement

2.3.2 Détermination des conditions limites

Comme il a été dit plus tôt, ANSYS CFX est basé sur la méthode d'éléments finis, c'est-à-dire pour résoudre les équations, il est nécessaire d'introduire des conditions limites (afin que les équations soit déterminée), à \u200b\u200bsavoir la condition à l'entrée et Sortie de la zone de règlement, les propriétés du support.

Mener les conditions pour le calcul pour les apporter dans le tableau 2.3.2.1. Dans le même temps, il est nécessaire d'être guidé par l'Atlas et les avantages méthodologiques sur UNE.NSYS..

Tableau 2.3.2.1- Conditions limitées

Le débit a été choisi plus élevé que dans l'expérience, ce qui n'affectera pas les résultats et le nombre de reynolds et le modèle approchent des conditions de vol réelles.

Figure 2.3.2.1- Zone calculée

La figure 2.3.2.1 montre la zone calculée.

Au centre, au début des coordonnées est le profil de la lame. Pour accélérer le calcul, seule la moitié du tuyau et les lames par rapport au plan de symétrie sont simulées, ce qui réduit également les ressources utilisées par le programme deux fois.

2.3.3 Créer une grille et un calcul

Lors de la création d'une grille, des paramètres pour une grille commune sont pris en compte (Fig. 2.3.3.1), pour la grille de meulage locale (fig.2.3.3) et la couche limite (Fig. 2.3.3.4).

Figure 2.3.3.1-Paramètres de la grille partagée.

Figure 2.3.3.3.2- Menu de définition de maillage.

Figure 2.3.3.3- Créer une division locale de la grille.

Figure 2.3.3.4 - Définition de la couche limite.

Lors de la détermination des dimensions optimales de la grille totale, nous effectuons le calcul à différentes valeurs avec une diminution séquentielle de la taille de la grille, une augmentation du nombre de cellules.

min. taille\u003d 1mm.

Taille maximale du visage\u003d 70mm, taille max.\u003d 200mm.

							de,kg / m 3

Tableau 2.3.3.1- Valeurs aérodynamiques lorsque les paramètres de la grille min. taille\u003d 1mm.

Max visage.taille\u003d 50mm, taille max.\u003d 100mm.

	Py, N.	Px., N.			S., m 2.		de,kg / m 3

Dans ce cas, l'erreur d'un angle 0? Spécifié dans le tableau 2.3.3.2.

Tableau 2.3.3.2- Erreur de définition.

Basé sur la table 2.3.3.2. Déterminez qu'il est nécessaire d'utiliser une grille plus petite pour augmenter la précision du calcul. Avec des paramètres Max visage. taille\u003d 50mm, max taille\u003d 100mm.

Pour déterminer la taille de la couche limite, il est nécessaire de créer un graphique de vitesse sur la hauteur sur le profil.

Figure 2.3.3.3.5 - Calendrier de distribution de vitesse sur la frontière du profil

valeurs théoriques des vitesses sur la frontière avec le corps

valeurs de vélocité de base sur la frontière avec le corps

Sur la base des dessins, on peut dire que l'épaisseur de la couche limite est d'environ 18-12,77 \u003d 5,23 mm, où 12,77 mm la hauteur du profil de la lame.

2.3.4 Détermination des zones de meulage de la grille

Sur la base de la répartition de la pression dans l'espace de travail, nous définissons les zones de broyage de la grille.

Figure 2.3.3.1 - Répartition de la pression dans l'espace de travail.

Figure 2.3.3.2 - Zones fractionnées dans la grille.

Les dimensions de la zone interne sont de 625 h100h900mm, la zone extérieure est de 1000h400ch900mm le long de la paroi extérieure et de 800H120CH900 mm interne.

Les tailles des cellules de la région intérieure sont de 8 mm, dans la région extérieure de 12,5 mm. Également fait grille sur la surface de la lame en entrant dans le paramètre visage. dimensionnement. avec une valeur de 2mm. Le nombre de cellules au calcul était de 8,12 millions.

Y.+ Selon lequel l'adéquation du modèle de maillage dans les zones locales atteint 66.

Figure 2.3.3.3 - Distribution Y.+ Par les lames de profil.

Y.+ - Un paramètre sans dimension caractérisant la couche limite, la distance de la première couche limite au mur.

Pour Angle 4? Reçu les données suivantes affichées dans le tableau 2.3.3.1.

Tableau 2.3.3.1- Résultats de calcul pour Angle 4 ?.

Nous vérifierons les résultats avec le modèle d'une grande grille.

La grille de grille dans la région intérieure est de 15 mm, dans la région externe de 30 mm.

Également fait grille sur la surface de la lame en entrant dans le paramètre visage. dimensionnement. avec une valeur de 5 mm.

Le nombre de cellules au calcul du calcul s'élevait à 2,14 millions, ce qui est nettement inférieur et accélérant le temps de calcul.

Avec de tels paramètres, la valeur du coefficient Y.+ Selon lesquels l'adéquation du modèle de maillage dans les zones locales atteint 58.

Figure 2.3.3.4 - Distribution Y.+ Par profil à une grande grille.

Tableau 2.3.3.2- Les valeurs des résultats à une grande grille.

Selon les tableaux 2.3.3.1 et 2.3.3.2, l'erreur de calculs pour la force de levage est

Ainsi, l'erreur prend des valeurs basses et il n'est pas nécessaire de créer un maillage trop petit.

Figure 2.3.3.5 - Mesh estimée adoptée.

2.3.4 Caractéristiques du profil de calcul

Calculez les caractéristiques du profil sur les modèles construits pour les coins de 0? jusqu'à 16 ?.

Tableau 2.3.4.1- Calcul du profil.

Nous analyserons les résultats en fonction des caractéristiques obtenues dans la Tsaga.

Figure 2.3.3.4- Qualité de profil aérodynamique

Figure 2.3.4.2 - Résistance au profil de Lob.

Figure 2.3.3.3 - Puissance de levage de profil.

Figure 2.3.4.4 - Caractéristiques de profil selon la Tsaga.

Sur la base des figures 2.3.4.1-2.3.4.4, on peut dire que le résultat a une erreur associée à la méthode de calcul introduite par des hypothèses dans le modèle de turbulence, ainsi que l'erreur la plus élevée associée à l'inexensurisme géométrique des profils, de sorte que Nous pouvons conclure que la conception qu'il est nécessaire d'utiliser Atlas ayant un plus grand nombre de coordonnées de profil (et non 2, comme dans l'Atlas Tsagi).

2.4 Calcul du son

Lorsque vous calculez le son, 3 modèles de la lame sont utilisés. Vidage sans fin modifié, lame avec type d'inclinaison de lingletta, une lame avec une fin horizontale. Sur la base du calcul, il est prévu de déterminer l'effet des modifications de la structure structurelle du profilé sur les caractéristiques aérodynamiques du profil et du bruit.

Lorsque vous calculez le son, 3 modèles de la lame sont utilisés. La lame sans fin modifiée, la lame avec la fin du type de lingletta, la lame à la fin du plan horizontal (voir les crimes 2). Sur la base du calcul, il est prévu de déterminer l'effet des modifications de la construction de la fin des caractéristiques de bruit et aérodynamique du profil. Dans la création du modèle, un profil est appliqué plus tôt. Caractéristiques aérodynamiques de base Sk - coefficient de pare-brise, Su. - le coefficient de la force de levage, à - la qualité aérodynamique dont il est indiqué dans le tableau 1.

Tableau 2.4.1- Les caractéristiques de profil aérodynamique obtenues dans ANSYS.

Figure 1- Lames de profil

atlans Tsagi, modèle B dans Ansys

Sur la base des données données dans l'atlas des profils, un modèle géométrique est développé.

Figure 2- Blade de modèle

a-modèle avec extrémité horizontale, type B-Type Linglett.

Le calcul du bruit est effectué pour le mode sur le sol dans l'élimination de l'hélicoptère 1, 150 m. L'angle d'installation des lames est pris 10? Sur la base du fait que sur le mode de décollage sur les hélicoptères, il faut de telles valeurs. Le calcul sera effectué sur le même principe qu'auparavant.

Tableau 3- Conditions limitées

Figure 3 - Zone calculée.

La zone calculée a les dimensions suivantes:

Hauteur 4m

Rayon 6m

Coup de coin des surfaces latérales 30?

La distance de l'axe à la coupe des surfaces latérales 2m.

Lors de la création d'un maillage sur la surface de la lame, une couche de bordure est créée par une couche limite égale lors du calcul des caractéristiques aérodynamiques du profil, de 5,23 mm, le nombre de couches n.\u003d 10 la couche de frontière sont acceptées des recommandations de la source.

Le broyage de la grille s'est produit le long des zones de la plus grande surface, 160h900mm dans la région intérieure, 800h3000mm dans la région externe, et il a été décidé d'augmenter la profondeur de meulage à 2000 mm en raison de l'ajout d'amendes.

Figure 2.4.2 - Zones de meulage de la grille

Sur la base des considérations du taux de calcul, les tailles des cellules ont été augmentées.

Figure 2.4.3 - Dimensions de la grille totale

Figure 2.4.4- La taille de la grille intérieure.

Figure 2.3.5- Taille du maillage du domaine extérieur.

Figure 2.3.6- La taille de la couche limite.

Le nombre total de cellules s'élevait à 1900 mille. Pendant le calcul, la fréquence sonore a été obtenue, le niveau de pression acoustique.

Figure 5- Horaire pour changer le son de différentes pales dans la suppression de 1 m.

Figure 6- Graphique de modification du son de différentes lames dans la suppression de 150 m.

Sur la base des dessins, il convient de noter que la variation de la conception donnait un effet positif sur le niveau sonore de l'hélicoptère, le bruit de la lame avec le type de fin du type linglett a diminué et le bruit de la lame avec fin horizontale rose.

3. Analyse de l'aérodynamique

Pour déterminer l'effet sur les caractéristiques aérodynamiques, nous comparerons pour trois lames pour la levée de puissance de levage, la distribution de vitesse, la turbulence.

Tableau 3.1- Forces agissant sur la lame sans fin

Tableau 3.2- Forces agissant sur la lame avec le type de type de type de lingette.

Tableau 3.3- Forces agissant sur une lame avec une fin horizontale

Comme on peut le voir sur les tableaux 3.1-3.3, la variation des profils a considérablement affecté les forces agissant sur les lames, tandis que la force le long de l'axe des Y agit sur la lame sans jambes, ce qui est probablement en raison de la formation de flux inverse. Pour la lame, voir la figure 3.1.

Images de l'écoulement autour des lames obtenues lors du changement de fin (voir. Modifications.3.1-3.5) Affiche les effets du changement géométrique du profil de la lame sur les caractéristiques aérodynamiques, on peut noter qu'avec la fin de la fin de l'image. Parmi les modifications de la chaîne de débit, ce qui indique la nécessité de rechercher des recherches supplémentaires dans le domaine de l'aérodynamique et des modifications de la conception de la mise en place de la lame.

Figure 3.1 - Vecteur de vélocité derrière la lame sans fin.

Figure 3.2 - Vecteurs de vélocité pour lopad avec type de linglette

Figure 3.3- Vecteurs de vitesse pour la lame avec extrémité horizontale

Zx. pour les lames sans fin.

Figure 3.4- Répartition des vitesses dans l'avion Zx. pour une lame avec une fin horizontale.

Figure 3.5- Répartition des vitesses dans l'avion Zx. pour une lame avec du type de basculement de lingletta.

conclusions

Au cours du travail, le principe et la procédure de calcul du programme Ansys. CFX.Les caractéristiques aérodynamiques du profilé sont identifiées, un modèle de calcul de la rotation de la lame a été créé, le son a été calculé pour le son pour trois types de lames: sans fin, avec un type de linglette de basculement, fin horizontal, l'aérodynamique de ces lames était analysé.

La lame sans fin a un niveau de bruit moyen, les caractéristiques aérodynamiques de cette lame pendant la rotation sont faibles, la force de levage est négative, il est possible d'utiliser la courbure de la lame.

La lame avec la fin du type de lingletta a le niveau de bruit le plus faible, tandis que les caractéristiques aérodynamiques de sa moyenne, la force de levage créée par cette lame est quelque peu inférieure à celle de la lame avec une fin horizontale, ce qui est possible causée par une plus grande surface de La seconde.

La lame avec une fin horizontale crée le plus grand niveau de bruit, tandis que la force de levage est également la plus grande valeur, ce qui est possible causé par une plus grande surface de la lame.

Ainsi, il est nécessaire d'explorer davantage la lame et de la conception de la fin de la fin de la détermination optimale, il convient également de noter que l'étude a été réalisée sur le bruit de rotation des lames, le bruit de vortex et le bruit du coton Les lames n'ont pas été prises en compte.

Bibliographie

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4.ansys CFX- Guide de modélisation du solvateur CFX. 483s.

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Maintenant je vais donner bref examen Les principaux modules et applications utilisées dans Ansys Workbench pour préparer et effectuer une analyse numérique.

Données d'engagage - Interface pour la gestion de la base de données physique

et propriétés mécaniques des matériaux, ainsi que des paramètres d'entrée de mathématiques

des modèles.

Modeleur de design (élément géométrique dans la section Systèmes de composants) est une application de création de modèles géométriques 2D / 3D. En outre, le module peut fonctionner avec importé à partir de complexes de CAO tiers de géométrie: vous permet de corriger les défauts de géométrie, de modifier ou de simplifier le modèle géométrique.

Maillage (point de maillage dans la section des systèmes de composants) est un prétraiteur de grille multifonctionnelle qui vous permet de générer des grilles calculées de haute qualité en mode automatique pour différents types Analyse d'ingénierie. Le module fournit une large gamme d'outils permettant de construire des grilles calculées à base d'éléments triangulaires et quadrangulaires pour les modèles 2D et à base de tétraèdres, hexaèdres ou pyramidaux pour les modèles 3D. Le programme comprend des algorithmes pour la construction de grilles de calcul structurées et non structurées, ainsi que la possibilité d'une résolution de haute qualité du maillage calculé à proximité des murs solides et d'autres modèles de modèles, ce qui est particulièrement important pour l'analyse hydrodynamique.

Et maintenant sur ce que nous considérons toutes nos tâches et quel module choisir. Dans le premier article, je ne savais pas à quel point ce sujet va bien, alors j'ai rencontré des modules en deux mots. Maintenant, je vais considérer plus en détail.

Structural statique Conçu pour résoudre des problèmes de la mécanique du corps solide déformable dans la production statique. Lorsque vous utilisez des insertions de commande dans la langue APDL, la fonctionnalité du module peut être étendue pour résoudre, par exemple, des tâches connexes (thermoélasticité, porosographie, électrolasticité, etc.).

Structurel transitoire - Module de résolution des problèmes de dynamique des structures. Basé sur des systèmes implicites pour intégrer les équations de mouvement. Dynamique explicite / Autodyn / LS-Dynna - Modules basés sur des solveurs explicites pour calculer les tâches de la dynamique des structures et de la modélisation de processus non linéaires rapides: chocs à grande vitesse, pauses, fragmentation, destruction, etc.

Dynamique rigide Conçu pour simuler la dynamique des systèmes mobiles, des mécanismes. La cinématique du mécanisme est décrite en spécifiant les systèmes de coordonnées associés aux détails et en sélectionnant des paramètres qui déterminent sans ambiguïté la position mutuelle des pièces et la configuration de l'ensemble du mécanisme. Déplacement Tél

décrit par les équations de mouvement sous forme de kane, qui assure une précision élevée et une vitesse de résolution du problème.

Thermique thermique / transitoire à l'état d'équilibre - Analyse du stable / non stationnaire

champ thermique basé sur la solution de l'équation de stationnaire / non constitutive

conductivité thermique naria.

Flux de fluide (CFX) Conçu pour résoudre les problèmes d'hydrodynamique, ainsi que des problèmes d'échange de chaleur conjugué. Vous permet de simuler une large gamme de processus physiques dans des liquides et des gaz, tels que la non-fixation, la turbulence, le milieu multi-composant et la multiphase, les réactions chimiques, les rayonnements de rayonnement, les ondes acoustiques, etc. Il s'est fait prouvé elle-même dans les tâches de Turbomachine - Construction, où la modélisation des fluides et des gaz de gaz de mécanismes rotatifs.

Flux de fluide (couramment) Cependant, il existe un module de fonctionnalité CFX similaire, cependant, contient un spectre plus large de modèles et de procédés de modélisation des courants avec des réactions chimiques. A également l'éditeur intégré des grilles calculées.

Électrique - Modélisation de champs électriques courant continu dans des conducteurs.

Thermique - analyse électrothermique stationnaire, permettant d'étudier les processus de génération de chaleur pendant le passage courant électrique Par conducteur, ainsi que des processus de transfert de chaleur en solides.

Modal - Analyse modale, calcul des fréquences propres et des formes d'oscillations.

Réponse harmonique. - analyse harmonique pour déterminer la réponse de la conception à l'action des charges harmonique. Vous permet d'estimer les conséquences négatives des oscillations forcées - résonance, fatigue, etc. Il est calculé que par les modes d'oscillation établis dans une plage de fréquences spécifique.

Spectre de la réponse - Analyse de la réponse de la conception à l'action des charges dynamiques spécifiées par l'accéléros. En utilisant la méthode spectrale linéaire, les accélérations maximales de réponse d'un système oscillatoire mono-masse sont déterminées. Utilisé pour calculer la résistance sismique des structures.

Vibration aléatoire - Analyse de la réponse de construction à l'action de vibrations aléatoires

charges. La charge appliquée est définie à l'aide de valeurs probabilistes.

Les étapes de résolution de tâches de Workbench peuvent être décrites par le schéma suivant.

C'est-à-dire d'abord créer une géométrie dans la modélisme de design ou SpaCeceClaim Direct Modeler ou l'importation d'autres applications. Au fait, à propos de l'importation des propriétés du matériel de détail, s'il n'est pas dans la bibliothèque ANSYS, il n'est disponible que dans Inventor. Pour ce faire, mettez une tique.

En outre, le modèle peut être créé en décrivant mathématiquement sa langue APDL.

Lors de l'importation, en plus des propriétés du matériau, vous pouvez importer beaucoup de choses. En plus des intervenants clairs de la géométrie de base, des options de géométrie avancées. Là, vous pouvez sélectionner le type d'analyse (2D ou 3D), associativité (pour transmettre les propriétés des matériaux, des conditions limites et des charges du modèle spécifié dans un système de CAO tiers), des systèmes d'importation de coordonnées, SmartCadUpdate (option suggère que si Certaines pièces ont été modifiées dans l'assemblage CAO, puis dans Design Modeler, vous ne pouvez mettre à jour que les pièces modifiées en réapparitant).

Ensuite, nous construisons un maillage d'éléments finis. Cela peut être effectué à l'aide de modules Mahing et de CFD ICEM. Après ANSYS a absorbé un petit bureau, qui a été engagé dans le développement d'algorithmes de maille ICEM, il a été cessé de se développer et les algorithmes se déplacent progressivement dans le réseau natif d'Ansys.

En outre, en fonction du type d'analyse, qui est censé être utilisé dans le travail, une description est faite. modèle mathématique Et le module de règlement requis est sélectionné. Par exemple, pour calculer l'état de contrainte-déformation (TVA) de la structure sous l'action des charges statiques, le module structurel statique doit être utilisé. À ce stade, il est nécessaire de définir les propriétés des matériaux, de la limite et des conditions initiales de la tâche, de sélectionner les méthodes de calcul, de régler le solveur conformément au modèle physico-mathématique adoptif et définissez la précision requise du calcul.

Le processus de calcul est entièrement automatisé, cependant, il est recommandé de contrôler le processus de solution: suivre le comportement de la solution et sa conformité avec les critères de convergence, affichez des paramètres supplémentaires à l'écran, permettant ainsi aux caractéristiques quantitatives nécessaires de la solution, etc.

Après avoir terminé le calcul, il est nécessaire d'analyser les résultats obtenus et, si possible, les comparer avec des données expérimentales existantes. Il convient également de rappeler que la solution obtenue ne doit pas dépendre de la taille des éléments de grille, généralement obtenus par la série de calculs.

sur des grilles de densité différente.

Après avoir tiré dans la zone de travail de Workbench, le système dont vous avez besoin et téléchargé le modèle que nous cliquons deux fois sur le modèle modèle, qui ouvrirait la mécanique.

Nous traiterons de son interface.

Des menus déroulants ci-dessus. Juste en dessous de Tulbar. Analyse de l'arborescence gauche. Vous trouverez ci-dessous une vue détaillée, la fenêtre dans laquelle tous les paramètres de l'élément sélectionné dans l'arborescence sont affichés, qu'il s'agisse de contact, de force ou de grille. Fenêtre graphique au centre. Il affiche tout ce que vous choisissez dans l'arbre. Choisissez la grille - la grille est affichée, a choisi le résultat final - obtenir. Et aux conseils de droite pour les débutants, c'est-à-dire que nous choisissons l'analyse et la conduite de l'analyse par des invites. L'élément exécuté est affiché par une coche verte, une personne qui nécessite une attention ou des données - un cercle vert avec I, ce qui doit être résolu - fermeture à glissière en jaune.

De ci-dessus dans le titre de la fenêtre affiche le type d'analyse, via un tiret - le nom de l'application et dans la licence de type Square Sharkets.

Passons dans le menu déroulant.

Le menu Edition contient des opérations causées via le menu contextuel des objets: Supprimer (Supprimer), Copier (copie), Couper (Cut), Insérer (Coller), Dupliquer (dupliquer), qui combine les commandes "Copier" et "Insérer". En outre, l'onglet contient la commande Sélectionner toutes les commandes, ce qui vous permet de sélectionner tous les objets d'une fenêtre graphique en un clic, et la commande de recherche dans l'arborescence vous permet d'implémenter une recherche de texte dans le menu contextuel;

Dans le menu Affichage, il existe des groupes séparés séparés par des lignes. Les graphiques de base de ce contrôle sont l'ombrage des visages, la présentation de la grille, etc.

Bully ci-dessous dans les options graphiques - des visages de peinture et des faisceaux d'affichage.

Le menu Unités comprend une liste de systèmes métriques disponibles, le système SI est toujours sélectionné par défaut;

Le menu Outils inclut trois commandes principales: Addins (exécute le gestionnaire de complément, ce qui vous permet de télécharger / décharger des sous-programmes personnalisés, conçus pour étendre le maillage standard), les options (accès aux configurations générales du préprocesseur de maillage, y compris les paramètres. du processus de parallélisation lors de la construction d'un maillage et d'une valeur par défaut pour les paramètres Global Grid) et gestionnaire variable (démarre le gestionnaire de gestion variable dans l'application);

La norme d'aide bien contient des matériaux de référence.

Maintenant, nous devons passer à travers Tulbaru.

Maintenant considérer l'arbre du projet.

Il affiche les composants correspondant aux étapes

modèle de formation de processeur. Ils peuvent être divisés en deux groupes: Basic - apparaissent dans l'arborescence par défaut lors de l'ouverture de tout projet, et optionnels - apparaissent dans un arbre uniquement pour certains types de modèle géométrique ou lors de l'utilisation de certains outils lors de la construction du modèle de grille.

Et ainsi, les composants de l'arbre:

• Géométrie (géométrie), la principale: comprend une liste d'organes d'un modèle géométrique, qui est transmis à partir du prétraiteur géométrique. Lorsque vous sélectionnez l'en-tête de la composante géométrie dans la fenêtre Propriétés (Détails) ci-dessous, les caractéristiques globales immuables de la géométrie sont affichées. Lorsque vous allouez un ou plusieurs organes de la liste dans la fenêtre Détails, les paramètres sont affichés (sélection du système de coordonnées, du matériel, etc.) et des propriétés de ces organes spécifiques (dimensions géométriques, statistiques). Ainsi, si l'énoncé physique du problème implique la présence dans un modèle géométrique de plusieurs corps ayant des caractéristiques différentes, alors pour chaque corps de ce type, leurs propres caractéristiques peuvent être spécifiées. S'il y a plusieurs organes indépendants dans le modèle géométrique de l'arborescence du projet, des connexions de composants supplémentaires apparaissent dans l'arborescence du projet, ce qui vous permet de régler les connexions entre les surfaces (avec frottement, sans friction, etc.).
• Systèmes de coordonnées (systèmes de coordonnées), MAIN: comprend une liste de tous les systèmes de coordonnées (globaux et locaux) utilisés dans le projet. Utilisation du menu contextuel de ce composant, vous pouvez ajouter au projet. nouveau système Insérez le système -COrdinate ou supprimer / masquer / copier existant existant.
• Grille (maillage), principale: contient une liste de toutes les opérations et outils utilisés pour créer une grille de calcul. Dans les propriétés de ce composant, les paramètres globaux de la grille sont affichés et un certain nombre d'outils sont disponibles via le menu contextuel du composant pour définir les paramètres locaux de la grille.
• Sélection nommée, Facultatif: Dans le réseau de maillage, en plus de la possibilité de construire des grilles calculées directement, il est possible d'attribuer des noms à des éléments individuels du modèle pour la définition ultérieure des conditions limites.

Pour un calcul à part entière, une grille est nécessaire. La grille n'est pas seulement aléatoire, comme lors de la conversion en STL, et personnalisable. Il est divisé en conformité (commandé) et non conforme (aléatoire).

Sous la conformité, c'est-à-dire la cohérence, comprendre une telle grille, dans laquelle les éléments satisfont à la condition: si les deux éléments de la grille se croisent, leur zone d'intersection est leur surface commune (ou son bord).

Image pour comprendre l'arrangement de la grille.

Maintenant relatif à la forme de l'élément de grille.

Pour les grilles sur les surfaces, 2 types d'éléments sont isolés - ce sont des triangles et des quadrangles.

Pour les géométries volumétriques, les cellules basées sur l'hexahédra, le tétraèdre, les prismes et les pyramides sont isolés.

Les grilles calculées peuvent être hybrides et inclure les éléments de différents types en même temps.

Pour estimer correctement le calcul, une grille conforme est nécessaire, c'est-à-dire qu'il est nécessaire de le rationaliser afin que, dans des endroits où nous nous trouvons, les déformations de maillage ont été plus petites et sont correctement orientées. Pour construire une grille sur des surfaces 2D, 3 méthodes sont implémentées:

1. Dominande quadrilatère, c'est-à-dire la prédominance des quadrangles. La grille entière est principalement basée sur des quadrangles. La forme d'éléments est déterminée par le réglage de type maillage de la facture libre, qui a deux modes. Lors du choix de tout le mode quadruple, un préprocesseur de grille

fircemment scinder la zone sur les éléments quadrangulaires quelle que soit la qualité des éléments individuels. Lors du choix d'un mode Quad / Tri, le pré-processeur construit une grille d'éléments quadrangulaires, cependant, dans des zones complexes où seuls les éléments quadrangulaires à faible qualité peuvent être utilisés, de tels éléments sont remplacés par un élément de forme triangulaire avec une qualité supérieure.

2. La méthode de maillage triangulaire vous permet de scinder la zone par un maillage non structuré avec des éléments triangulaires.

3. Méthode MultiZone Quad / Tri, contrairement aux deux précédents, est basé sur

technologie des blocs et permet la décomposition automatique de la géométrie complexe dans des blocs séparés, suivi de la construction sur chaque bloc structuré (où il est possible) ou une grille non structurée en fonction des paramètres de la méthode sélectionnés. La forme de grilles pour blocs est déterminée par le réglage de type maillage de la facture libre avec trois modes: tout Quad, Quad / Tri et tout TRI (analogique de la méthode de maillage triangulaire).

Pour voir la différence entre la méthode Multizone Quad / Tri des méthodes de maillage dominant et triangle quadrilatère, considérez toute la même circonférence. Dans un cas, avec Quadrilater dominant, nous obtenons une telle photo.

Et nous obtenons une grille non structurée pour toute la zone. Si nous utilisons la méthode Multizone Quad / Tri, nous obtenons un maillage structuré et dans le processus de construction, une décomposition automatique de la géométrie dans les blocs caractéristiques, ce qui vous permet de construire un maillage structuré à partir d'éléments rectangulaires pour la partie 1 et de laisser un maille non structurée pour la partie 2.

Il s'est avéré un peu désordonné et mnogabuch. Qui a maîtrisé, bien fait. Les mailles tridimensionnelles considèrent dans le prochain article.

Et de sorte qu'il serait clair que le maillage et la qualité de celui-ci affectent le calcul final, voici un exemple d'une grille mauvaise et bien construite.