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ANSYS博客

2020年6月15日

如何使用声学模拟改善产品声音

工程师倾向于花费大量时间进行调整和模拟设计,以优化其外观,感觉和性能。但是,他们不应通过在开发周期后期解决其产品来低估其产品发出的声音。

工程师可以设计世界上最好的洗碗机。但是,如果它太大或太安静,人们可能认为它的工作正常。

声音提供产品的感知质量也可以是积极的。我们所有人都期待着烤面包机的弹出声,安全带的快照或连接器的点击。实际上,这些声音是如此令人满意,以至于通常会在广告中听到它们。

另一方面,不良的声音可能对产品造成灾难性的影响。想象一下,一个吊扇在几秒钟内冷却了一个房间,但听起来像是直升机 - 没人会买。

由于声音会影响产品销售,因此如果工程团队使用传统的等待方法,直到物理原型首次聆听其设计,可能会有问题。在开发周期的这个阶段,解决问题可能太昂贵了。

如果你能在开发的设计阶段听产品的声音?是的,您可以使用声学模拟。实际上,公司已开始创建整个部门,专注于优化产品声音。

没有令人满意的快照,人们会怀疑安全带是否正常工作。通过声学模拟,工程师可以确保产品听起来最佳。

声学模拟背后的科学

在挖掘如何聆听模拟之前,让我们讨论这些声音的来源。

包含振动零件,撞击组件,流体流和电磁场的产品都可以通过振动空气或中等环境来产生声音。因此,为了模拟产品发出的噪音,您必须首先模拟它们的功能。

例如,为了模拟汽车内部的声音,您必须建模刷过它的风以及动力总成的振动声行为。即使是空调系统的声音对于安静的电动汽车(EV)也很重要。

一旦建模了产品操作,所有这些声音都可以识别和研究其声音水平和质量。这些水平可以在分贝中计算,这是一个衡量其压力,功率和强度的声音单位。

但是,评估声音质量更困难和主观。诸如响度,清晰度,粗糙度,音调和波动强度等精神声学指标可以估计声音的感知。但是,为了获得声音质量的准确评级,工程师需要与人群和统计分析进行听力测试。由于音质是主观的,因此在测试中每个人都可以判断它的最佳方法。

这就是为什么声学模拟如此重要的原因:它们也可以帮助设计产品的功能方面及其声音。

如何收听声学模拟

假设您想评估电动汽车的噪音。电动机的主要组件是电动机和变速箱。因此,为了评估声音,您首先使用模拟这些系统的多物理工作流程。

声学模拟工作流程,以对电动汽车动力总成进行建模。

可以使用电机电磁学模拟Ansys MaxwellANSYS机械虽然可以使用变速箱运动模拟ANSYS运动。然后可以将这些模型的信息发送到ansys vrxperience声音因此,工程师可以收听该产品。从那里,他们使用这些模拟来调整设计的性能及其声音。

随着工程师了解更多有关其设计的信息,他们可以扩展模拟以从电动机本身中挖掘出声源。这种多物理学工作流可以包括静电载荷,电磁力,振动分析和声噪声辐射的结构分析。要了解有关此工作流程的更多信息,请观看:与ANSYS聆听您的模拟。

声学模拟工作流程以对电动机的声音进行建模。

工程师还能模拟其他哪些声音?

电动机和车辆声音并不是唯一的噪音工程师需要优化。结果,ANSYS提供了多物理模拟工作流,可用于模拟各种产品的噪声。

例如,可以使用ANSYS Fluent模拟风扇,压缩机,泵和鼓风机。CFD软件可用于执行AeroAcoustics模拟,以考虑刀片性能和湍流。然后可以将这些数据传递到vrxperience声音上,以获取3D声音渲染供人们聆听。然后,工程师可以根据此虚拟模型评估和优化声音质量。

风扇的声学模拟工作流程。

许多旋转机器需要遵守航空声学标准。借助声学模拟,工程师有一种具有成本效益的方式来产生其设计的噪音并确保其合适。

设计消费品的声音与为工业产品设计它们一样重要。例如,没有人想要一个沉默的高尔夫俱乐部。他们希望在击中泥土的情况下,令人满意地影响球而没有轰鸣声。

因此,根据上下文,影响的声音既是理想的又是不希望的。通过模拟产品,工程师可以最大程度地减少不希望的声音并增强他们想要修饰的声音。

高尔夫俱乐部的声学模拟工作流程。

对于高尔夫俱乐部,声音将取决于冲击的速度和形状。但这也取决于影响物体的材料及其所处的媒体。这可能是进行物理测试和手动设计的挑战,但是有ansys ls-dyna和Vrxperience的声音,工程师可以确保高尔夫俱乐部在接触球时具有良好的sm弹,并且在撞到地面时几乎保持沉默。

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