actran 声辐射计算教程
actran气动声学算例
actran气动声学算例
计算气动声学的一个常见示例是使用 Actran 软件进行飞机外部噪声的预测。
以下是一个基于 Actran 的气动声学算例的简要描述：
1. 几何模型和网格生成：首先，需要建立飞机的几何模型，并使用合适的网格生成工具生成计算网格。
网格的质量和分辨率对于准确的声学计算非常重要。
2. 流动模拟：使用计算流体力学（CFD）软件，如Fluent 或 StarCCM+，对飞机周围的流场进行模拟。
这将提供流场的速度、压力和温度等信息。
3. 声学模拟：将 CFD 得到的流场数据导入 Actran 中，使用气动声学模块进行声学模拟。
Actran 可以根据流场信息计算出声波的产生、传播和反射。
4. 声源建模：在 Actran 中，可以定义各种声源，如飞机表面的脉动压力、喷流噪声等。
这些声源的特性将根据 CFD 结果或实验数据进行设置。
5. 声学传播计算：Actran 会根据声源信息和几何模型，计算声波在空间中的传播。
它可以考虑声的反射、折射和衰减等因素。
6. 结果分析：计算完成后，Actran 可以提供声学结果的可视化和分析工具。
可以查看声压级分布、噪声辐射方向图、频率谱等，以评估飞机的噪声水平。
通过这样的算例，研究人员或工程师可以评估不同设计方案对飞机噪声的影响，优化飞机的外形或其他参数，以降低噪声水平。
需要注意的是，这只是一个简单的示例，实际的 Actran 气动声学计算可能会涉及更复杂的模型、边界条件和声源设置，具体取决于研究的具体问题和要求。
actran管内噪声仿真计算
actran管内噪声仿真计算ACTRAN是一种用于声学和振动仿真计算的软件，可以模拟各种声场和振动系统中的噪声。
其中，管内噪声是一种常见的噪声类型，特别是在工业领域中，如空气压缩机、涡轮机等管道系统中。
本文将简单介绍ACTRAN管内噪声仿真计算的原理和方法。
在ACTRAN中，管内噪声的仿真主要基于声学理论和数值计算方法。
声学理论是研究声波在介质中传播和相互作用的学科，其核心是声波方程。
而数值计算方法是通过离散化和数值求解的方式，将声学理论转化为计算机可处理的算法。
在管内噪声仿真中，通常采用有限元法和边界元法等数值方法，来建立管道系统的声学模型。
有限元法是一种广泛应用的数值方法，它将管道系统离散成小的单元，通过计算每个单元内部的振动和相互作用，来预测整个系统的声学响应。
在管内噪声仿真中，有限元法主要用于建立管道及其连接构件的三维声学模型，并同时考虑传导、辐射和吸声等复杂的声场特性。
在建立模型时，需要考虑材料的声学性质、流体内部的速度和压力分布、以及流体在管道内输送的能量等。
通过有限元法的求解，可以计算出管道不同位置处的声压级和声音频率谱，来评估管内噪声的强度和频率特征。
边界元法是一种基于声模态理论和边界重构技术的数值方法，可以用于计算复杂结构的声学场分布。
在管道系统仿真中，边界元法一般用于计算管道外部的声学响应。
边界元法的基本思想是在管道表面建立网格，将管道表面分割成小的面元，通过计算每个面元内部的声模式分布，来预测整个管道表面的声学响应。
由于边界元法能够直接计算表面振动和辐射，因此可以有效地评估管道外部的噪声辐射特性。
以上两种数值方法可以结合使用，来综合评估管道系统内部和外部的噪声特性。
在进行实际仿真计算时，需要先建立管道系统的几何模型，然后确定管道中流体的物理性质和边界条件。
接着，通过有限元法计算管道内部的声场分布，再通过边界元法计算管道外部的声学响应。
最后，将两方面的结果结合，来预测管道系统的全音域噪声特性。
actran气动噪声计算原理
actran气动噪声计算原理Actran是一种流体动力学仿真软件，可以用于计算气动噪声。
在Actran中，气动噪声的计算原理是通过数值模拟来预测流体动力学系统中产生的噪声。
需要了解气动噪声的来源。
气动噪声是由流体运动引起的压力波动产生的，这些压力波动通过流体传播并转化为声波，最终达到人耳能够感知的声音。
在工程实践中，对气动噪声的减小和控制是一个重要的课题，因为它对人类健康和环境保护都有着重要的影响。
Actran的气动噪声计算原理基于声学和流体动力学的数值模拟方法。
在计算过程中，首先需要建立一个准确的流体动力学模型，包括流场的边界条件、流体性质和流体运动方程等。
这些参数将直接影响到最终的噪声计算结果。
然后，需要通过求解流体运动方程来模拟流体的运动行为。
在气动噪声计算中，通常采用Navier-Stokes方程来描述流体的运动，该方程是一组非线性偏微分方程，可以通过数值方法进行求解。
Actran使用了有限元方法和有限差分方法来离散化和求解Navier-Stokes方程，从而得到流体的速度场和压力场分布。
在得到流体的速度场和压力场之后，接下来需要计算噪声源项。
噪声源项是指在流体中产生噪声的区域，通常是流体中存在的湍流或涡流。
这些湍流或涡流会导致局部的压力波动，从而产生噪声。
Actran使用湍流模型和涡源模型来计算噪声源项，通过数值模拟来预测噪声的产生和传播。
需要进行声波传播计算，以确定噪声在空间中的传播路径和强度分布。
声波传播计算是通过声学模型来实现的，包括声波传播方程和声学边界条件等。
Actran使用了声学有限元方法和声学边界元方法来进行声波传播计算，从而得到噪声的传播路径和声压级分布。
Actran的气动噪声计算原理是基于数值模拟方法的。
通过建立准确的流体动力学模型、求解流体运动方程、计算噪声源项和进行声波传播计算，可以预测流体动力学系统中产生的气动噪声。
这对于设计和优化噪声控制措施具有重要的参考价值，可以帮助减少噪声对人类健康和环境的影响。
MSC Actran15.0 声学数值模拟技术及其应用文档资料集锦(二)
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MSC Actran15.0 声学数值模拟 技术及其应用文档资料集锦(二)
更新时间：2014-11-14
以下是小编整理的一些有关MSC Actran15.0 声学数值模拟技术及其应用文 档资料（二）以及文档的简介，其中包括了培训配套教程和一些应用案例文 档。有关文档的下载，可以到研发降噪效果。有源噪声控制技术(ANC)已经被证明能有效地控制低频噪声 。Jakob等将有源噪声控制技术应用在密闭的双层隔声窗户中，在低频取得了 7dB左右的额外降噪量。其缺点是由于这种窗户是密闭的，不能给室内提供自 然通风。本研究将在Kang[2]等的基础上，将有源噪声控制技术应用于通风隔 声窗户中，以达到在降低低频噪声的同时，又能满足自然通风。
100mm口径蝶阀为研究对象，测量蝶阀不同开度、液体不同流速情况下阀门上
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声学模拟专家ACTRAN
ACTRAN 是著名的声学软件提供商—比利时FFT 公司（FreeField Technology ）的旗舰产品。
ACTRAN 最初定位于声音的传播（因而定名为ACTRAN ），现在该产品已经覆盖了声学、振动声学、流动声学的各个方面，并广泛吸收融合、发展创新了当今最先进的技术。
ACTRAN 可以处理的问题包括：声波的辐射、散射、封闭和开放声场、声波在管道中的传播、对流效应、声振耦合、精确模拟阻尼等。
ACTRAN 简单易用，与CAE 软件的集成方便快捷，历经工程验证，具有出色的鲁棒性和求解效率。
ACTRAN 是当今市场上最完善的声学模拟软件。
ACTRAN 基于有限元和无限元方法，并提供了丰富的单元库、材料库、边界条件、求解配置和求解器。
ACTRAN 被最挑剔的工程师、研究人员和教师用来求解具有挑战性的声学、振动声学、流动声学问题。
最优秀的声学模拟软件，加上FFT 公司和海基科技专业的支持服务，就是您获得成功的有力保证。
作为计算声学领域的技术领先者，ACTRAN 的先进性主要体现在以下的六个方面：1. 完整性ACTRAN 除了包含其它计算声学软件的全部特征之外还包含了许多独有的技术特征，例如：● 声波在非均质运动流体中的传播（应用于旋转机械设计以及掠过噪声的模拟）● 与有限元部件分析模态结果相耦合● 内含对有回响和无回响房间的模拟● 声音通过复合材料/夹层结构的传输和吸收● 由真实的结构激励激发的结构载荷：扩散声场、湍流边界层、随机运动学激励2. 连贯性ACTRAN 基于一个众所周知、经过充分验证的数值技术—有限元。
因而ACTRAN 与其它有限元程序保持了内在的一致性。
容易与其它主要的CAE 工具连接、结合以及比较。
3. 性能ACTRAN 中包含了许多特色解算器以提供最佳的解算性能。
例如，FFT 公司开发的用于快速计算频率响应函数的Krylov 解算器，它具有任意的频率分辨率，而且使计算效率提高至少一个量级，同时还带来以下优点：● 完美的封装使它易于和任何有限元程序集成。
actran 声辐射计算教程
BEGIN PROJECTION_SURFACE PID list_of_pid GAP_TOL extrude_tolerance PLANE_TOL relative_tolerance [SPLITTING_METHOD NO or AUTO]
END PROJECTION_SURFACE
Building RADACT input file
Copyright Free Field Technologies
RADACT input file overview
Open the input.dat file in the model_direct folder
This RADACT model includes 4 data blocks:
The objective is to study the noise radiated by this gearbox in free field assuming that the excitation and radiation processes are weakly coupled
Displacement at 510Hz
Theory Acoustic Simulations Theory Acoustic BC MESH
The objectives of this workshop are the following:
Explain how to use Actran RADACT in order to generate, compute and post-process the acoustic radiation of a pre-computed vibrating structure
超声换能器的声辐射力公式
超声换能器的声辐射力公式
超声换能器的声辐射力可以通过以下公式进行计算：
F = (P * A) / c
其中： F 表示声辐射力（单位：牛顿，N） P 表示超声波的声压（单位：帕，Pa） A 表示超声换能器的辐射面积（单位：平方米，m²） c 表示声速（单位：米/秒，m/s）
这个公式基于声压传感器定律，根据超声波的声压和辐射面积，估算超声换能器的声辐射力。
需要注意的是，这个公式仅适用于近场条件下的声辐射力计算。
在远场条件下，声辐射力会随距离的增加而减小。
此外，该公式仅适用于理想情况下的均匀辐射，实际情况中的辐射行为可能受到换能器的具体设计、声场传播和材料特性等因素的影响。
在实际应用中，为了准确计算超声换能器的声辐射力，需要考虑更多复杂的因素和实际参数。
因此，具体的声辐射力计算通常需要借助数值模拟、实验测试和更复杂的声学模型来进行准确评估。
噪声分析软件Actran在卫星折叠式太阳能阵列对声学激励的振动声学响应仿真
内容—目的（2）
分析以下因素的影响：
面板间空气层的建模 声扩散场建模（外部环境）
输出评估是通过太阳能阵列上的 若干加速器的PSD加速度。（外 部和内部面板）
4
Copyright Free Field Technologies
实验装置
实验在IABG混响室完成（德国）。 实验在不同面板上加载81个加速器。
Copyright Free Field Technologies
中间面板的结果（1）
空气层和声扩散场模型的影响
修改后的模型在60Hz以上预测 更好
16
Copyright Free Field Technologies
中间面板的结果（2）
空气层和声扩散场模型的影响
17
Copyright Free Field Technologies
几何距离为 (r1-r2) 表面加载的扩散声场幅值与结构形状无关。 各个频率上的PSD输入 从混响室实验的SPL 获得。
最后模态频率响应（模态重组）由ACTRAN计算得到。
7
Copyright Free Field Technologies
上面板结果（1）—侧边位置
空气层建模影响
在低频段，空气层建模很重要 （48Hz）
Copyright Free Field Technologies
目录
内容和目的 实验装置 第一个ACTRAN数值模型
建模策略 结果
第二个ACTRAN数值模型
建模策略 结果
结论
2
Copyright Free Field Technologies
内容—目的（1）
在发射时，发射器运载的卫星暴 露在强烈的声学激励下，这会损 害卫星的结构。
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Acoustic mesh
Acoustic mesh (fluid.bdf) consists of:
One 3D element set to model the acoustic mesh(blue) One 2D element set to model the coupling surface(brown) One 2D element set to model the infinite elements(yellow)
PID 2 ORDER 10 COORDINATE_SYSTEM
0. 0. 0. 1000.0 0.0 0.0 0.0 1000.0 0.0 0.0 0.0 1000.0 END INFINITE_DOMAIN BEGIN PROJECTION_SURFACE PID 6 GAP_TOL 50.0 PLANE_TOL 0.1 SPLITTING_METHOD AUTO END PROJECTION_SURFACE
ACOUSTIC_MODEL_IMPORT STRUCTURE_MODEL_IMPORT RUN_ACTRAN The FIELD_POINT
Editing this input file see the next slides
BEGIN RADACT
BEGIN ACOUSTIC_MODEL_IMPORT
NFF fieldmap_dir_name] END RUN_ACTRAN
BEGIN FIELD_POINT field_point_id number of field points for each field point field point external number,... x, y and z point coordinates end for
END ACOUSTIC_MODEL_IMPORT
10
Copyright Free Field Technologies
STRUCTURE_MODEL_IMPORT
STRUCTURE_MODEL_IMPORT
data block:
Structure mesh file: structure.bdf Structure vibration result file:
Building RADACT input file
Copyright Free Field Technologies
RADACT input file overview
Open the input.dat file in the model_direct folder
This RADACT model includes 4 data blocks:
The Actran models generated through RADACT in this workshop correspond to a Direct frequency analysis (part 1) and a Green analysis (part 2) of a free field acoustic radiation problem using IFE approach and BC_MESH feature.
END FIELD_POINT field_point_id
END RADACT
9
Copyright Free Field Technologies
ACOUSTIC_MODEL_IMPORT
Acoustic model contains:
FINITE_DOMAIN:
• Mesh file: fluid.bdf • Acoustic domain assigned to 3D domain PID 1 • Fluid material: air (in ton/mm unit)
PLANE_TOL 0.1 • PLITTING_METHOD: AUTO automatically
dividing the coupling surface into different partitions according to the projection of the different structure PID’s on the acoustic surface PID 6.
END ACOUSTIC_MODEL_IMPORT
BEGIN STRUCTURE_MODEL_IMPORT NASTRAN mesh_file_name NASTRAN_BC_FILE result_file_name [NASTRAN_MODAL_PARTICIPATION
modal_part_file] [PID list_of_pid] [LOADCASE list_of_subcases or ALL]
Building RADACT input file Pre-processing Computation Post-processing
RADACT- Green analysis
Editing RADACT input file Pre-processing Computation Post-processing
Theory Acoustic Simulations Theory Acoustic BC MESH
The objectives of this workshop are the following:
Explain how to use Actran RADACT in order to generate, compute and post-process the acoustic radiation of a pre-computed vibrating structure
5
Copyright Free Field Technologies
Structure
Байду номын сангаас
The NASTRAN result file (structure.op2) contains the displacement of
the gearbox from 10Hz to 2010Hz, step of 100Hz.
END STRUCTURE_MODEL_IMPORT
BEGIN RUN_ACTRAN [FREQUENCY_LIST list_of_frequencies] [FREQUENCY_RANGE fstart fstep fend] [GREEN_ANALYSIS 0 or 1] [PANEL_CONTRIBUTION 0 or 1] [MODE_CONTRIBUTION 0 or 1] [SOLVER MUMPS] [PLT_FILE plt_result_file_name] [MAP_FILE NFF map_result_dir_name] [FIELD_MAP_FILE fieldmesh_file_name
END INFINITE_DOMAIN
BEGIN PROJECTION_SURFACE PID list_of_pid GAP_TOL extrude_tolerance PLANE_TOL relative_tolerance [SPLITTING_METHOD NO or AUTO]
END PROJECTION_SURFACE
Acoustic mesh 3D element set (id 1)
Infinite elements 2D Element set (id 6)
Coupling surface 2D Element set (id 2)
7
Copyright Free Field Technologies
Part 1: Direct Frequency Response
BEGIN FINITE_DOMAIN NASTRAN mesh_file_name PID list_of_pid SOUND_SPEED c FLUID_DENSITY rho
END FINITE_DOMAIN
BEGIN INFINITE_DOMAIN PID list_of_pid ORDER radial_interpolation_order COORDINATE_SYSTEM coordinates of the local system origin for each dimension (3) components of the related local axis end for
Going further
2
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Introduction
Pre-requisites - before going through this presentation, the reader should have read and understood the following presentations:
structure.op2 Displacement are provided directly
Maps FRFs
Waterfall
4
Copyright Free Field Technologies
Workshop Description
The vibration of the following gearbox has been computed using NASTRAN
The vibration are available from 10Hz to 2010Hz with a step of 100Hz in the OP2 format
BEGIN ACOUSTIC_MODEL_IMPORT BEGIN FINITE_DOMAIN NASTRAN ../fluid/fluid.bdf PID 1 SOUND_SPEED 340000 FLUID_DENSITY 1.225e-012