Cliquez et modifiez le titre,,Cliquez pour modifier les styles du texte du masque,,Deuxième niveau,,Troisième niveau,,,,,,35,Copyright Free Field Technologies,,,,,,,Copyright Free Field Technologies,Cliquez et modifiez le titre,,Cliquez pour modifier les styles du texte du masque,,Deuxième niveau,,Troisième niveau,,Free Field Technologies – ACTRAN,ACTRAN,在电声行业的应用,李奇 产品经理,欢送参加ACTRAN 群：81289983,目录,ACTRAN软件背景及主要用户,,ACTRAN软件的功能特性,,ACTRAN软件在电声行业的应用案例,,案例1：低音扬声器,,案例2： 扬声器,,案例3： 模型,,案例4：扬声器框架,,案例5：耳机,,案例6：耳蜗模拟器,,,Free Field Technologies,1998，由Dr. Jean-Pierre Coyette、Dr. Jean-Louis Migeot创立,,1999-2001，雷诺, 标志, 菲亚特, 通用汽车, 空中客车, 壳牌石油, 德国Lloyd船级社等十一家大型企业，共同资助FFT开发ACTRAN软件,,专业的声学仿真工具〔 Actran/Acoustics 〕:,,振动声学 (Actran/Vibro Acoustics, Actran for Nastran),,流动声学 (Actran/Aero Acoustics , Actran/TM, Actran/DGM,),,前后处理器 (Actran/VI),,效劳: 培训, 技术交流, 工程咨询, 特别开发,,科研:FFT参加众多科研工程，从风机噪声、螺旋桨噪声、轮胎噪声、航空发动机噪声到高性能计算以及产品的声学设计等。
Locations,,,,,,,,,,,,,,,,ACTRAN软件在电声行业的主要客户,,Some Automotive Customers,Some Aerospace Customers,,,,,,,The ACTRAN software suite,,ACTRAN Vibro-Acoustics,ACTRAN Aero-Acoustics,,ACTRAN TM,ACTRAN Acoustics,,ACTRAN DGM,ACTRAN VI,ACTRAN for NASTRAN,材料库,ACTRAN 包含一个非常丰富的材料库,,工业使用各种材料、各向同性及各向异性材料,,粘热流体材料,,多孔介质，Biot&Craggs模型,,压电材料,,复合材料,,材料的特性和频率相关,,可考虑材料阻尼对计算结果的影响,,可考虑所有标准结构、声学各种鼓励、各种边界条件,,单元库,ACTRAN,支持结构分析的各种单元库,,结构实体单元,,实体壳单元,,薄壳单元,,弹簧单元,,质量单元,,梁单元,,加强筋单元,,膜单元,,ACTRAN,超越一般的声学仿真软件，其声学模型可以包含结构与流体，进行声振耦合分析。
边界条件,—,声学无限元,目标,,定义一个无反射边界条件〔自由声传播模型〕,,可以对远场的声压级进行计算-> 场点谱线及其指向性曲线,,具有模拟障板结构的能力,,轴对称计算,几何模型轴对称,(,可以定义随,,变化,),,可以做对称阶数下的轴对称计算,,可以模拟不对称的阶数,,优势,,使用,2D,的计算资源解决,3D,问题,,划分网格更加容易,,后处理更快,,1/4,和,1/2,模型同时也能显著减少计算时间,全部模型,1/4,模型,1/4,模型计算结果,压电材料,ACTRAN是唯一支持压电材料的噪声仿真软件,,压电材料可以用来模拟,,压电材料的声辐射问题,,电学鼓励和接收的声波导致的压电材料振动响应,,加载在音圈上的力，可以通过分布载荷的形式来定义分布载荷的大小取决于电信号的强弱主要模态和振型,压电材料的声辐射示意,音圈,,,,,阻尼的影响,由于空气的粘性而产生的阻尼影响可以被准确的包含在模型中,,支持穿孔板的模拟：传递导纳方法,,ACTRAN,计算的结果能够直接统计：耗散声能、动能、势能等,只有,ACTRAN,支持粘热流体单元,粘热效应在声波通过很薄的空气层或者很狭小通道的时候会出现,:,,,,,这种效应主要是归功于粘性产生的边界层的作用,,,,参考文献,:,,M. Beltman, Viscothermal wave propagation including acousto-elastic interaction, PhD Thesis Universiteit Twente, 1998,,Tom Basten, Noise reduction by viscothermal,acousto-elastic interaction in double wall panels, PhD Thesis Universiteit Twente, 2001,,Vincent Decouvreur, Evaluation of visco-thermal acoustic effects in thin air layers. Comparison of experimental and theoretical approaches, Student Thesis, DTU/ULB,,板外表的流体不能忽略，且边界层厚度里的速度分布是不均匀的,,,后处理程序,(ACTRAN/VI),ACTRAN/VI,提供多种的后处理工具来处理计算计算结果,:,,云图,,,等值线图,,,剖面图,...,,能量守恒图,,频谱图,,声音文件，让你听到声音,云图,+,变形图,+,剖面图,Cutplanes,,,剖面图,+,等值线图,多个云图,+,变形图,,案例,1,：低音扬声器,案例,1-,低音扬声器模型,关键要素,,扬声器采用粘-弹性壳单元,,内外部近场声场采用有限元计算、远场声场采用无限元计算,,粘热效应的计算采用有限元,,采用1/2对称模型,,节约CPU计算时间,,鼓励对称+几何结构对称,,音响尺寸：高约40cm,,几何结构,,,结构的网格,振动,-,声学网格,案例,1-,低音扬声器计算结果,,,1400Hz,处压力,,1600Hz,处鼓膜的变形,,FRF 传递方程: 能量/鼓励,使用资源,,在标准的Linux PC 机上使用4GB 内存计算了2 小时，计算频率最高到达10kHz,案例2： 扬声器,案例2- 扬声器模型,关键要素,,鼓膜+铜片+盖子采用粘-弹性壳单元,,内外部近场声场采用有限元计算、远场声场采用无限元计算,,粘-弹性实体单元定义橡胶保护套,,分布的定常鼓励加载到与鼓膜连接的铜片上,,,扬声器,,内部网格,自由场模型,案例2- 扬声器计算结果,,4000Hz,处的压力,,4000Hz,处的压力分布,,辐射功率,/,激励,,,使用资源,,在Windows64 台式机上使用2GB 的内存计算速度为4秒/频率，计算频率最高到达10kHz,案例3： 模型,案例3- 模型,ACTRAN可以模拟 模型，包含结构与空气域,,鼓膜+铜片+盖子采用粘-弹性壳单元,,内外部近场声场采用有限元计算、远场声场采用无限元计算,,粘-弹性实体单元定义橡胶保护套,,和案例2中的鼓励方式相同，分布的定常鼓励加载到薄的铜片上,,使用资源,,在Win-64 台式机上使用2GB 内存速度为4秒/频率，计算频率高达10kHz,,几何结构,,外部网格,+,扬声器,,网格,案例3- 模型计算结果,,4000Hz,处的压力,,辐射功率/鼓励,,500Hz,处的压力分布,,声学指向性,Installation effects,案例,4,：扬声器框架,案例,4-,扬声器框架模型,关键要素,,粘-弹性单元定义鼓膜,,内外部近场声场采用有限元计算、远场声场采用无限元计算,,在后面加料多孔介质材料,,采用1/2对称模型，节约CPU计算时间,,鼓励对称+几何结构对称,,使用资源,,在Win-64 台式机上使用2GB 内存速度为4秒/频率，计算频率高达1kHz,,几何结构,,扬声器网格单元,,案例,4-,扬声器框架计算结果,,1m,处的,SPL,,多个频率的压力分布,1m,处,SPL,，加多孔介质材料,案例,5,：耳机,案例,5-,耳机模型,ACTRAN可以模拟耳机结构与辐射声空间,,粘-弹性单元定义振动膜,,内外部近场声场采用有限元计算,,远场声场采用无限元计算,,采用1/2对称模型,,节约CPU计算时间,,鼓励对称+几何结构对称,,几何结构,,扬声器网格单元,案例,5-,耳机计算结果,,鼓膜的位移,,600Hz,的压力分布,,,有和没有空气两种情况下的阻抗,In air,In vacuo,使用资源,,在Windows64 台式机上使用2GB 的内存计算速度为1秒/频率，计算频率最高到达1kHz,案例,6,：耳蜗模拟器,案例6-计算结果比照,考虑粘热性,,粘热性消除了传递阻抗谱线的尖峰点,,与实验对照,,粘热性模型与,BK,计算模型得到的结果很好的吻合了实验测量结果,,高频计算,,高频段依然保持很高的计算精度,案例,6-,计算结果分析,,黑色曲线,,不考虑粘热性的计算结果，结果取自,Helmholtz,共振器的狭缝区,(,模型红色区域,),,红色曲线,,考虑粘热性计算结果，只在狭缝区考虑粘热性,,第二个模态被耗散,(,椭圆位置,),结论,ACTRAN / Vibro-acoustics在所有形式的扬声器上都有应用,,电视, 汽车音响,扬声器, 耳机, 收音机,等,,丰富的材料库,,无限元,,轴对称模型的应用,,高效的直接核外并行求解器,,真实的扬声器模型,,鼓膜 + 机械流体耦合问题的声辐射问题,,鼓膜后部结构的粘热效应,,背压和旁路的影响,,声音通过扬声器外框结构的传递,,声音的吸收 (泡沫材料或者吸声涂层),,扬声器的声音指向性特点,,真实的鼓励:加载在音圈上的力或者压电材料的电学信号输入,Free Field Technologies – ACTRAN,ACTRAN,,解决电声问题的理想选择,。