Actran SEA解決太空發射器飛行的結構聲學疲勞
由 於 太 空 發 射 器 在 起 飛 和 進 入 太 空 時 會 經 歷 非 常 惡 劣 的 環 境， 太 空 發 射 對 於 工 程 團 隊 存 在 莫 大 的 挑 戰…
在飛行過程中，有三個階段會受到嚴中的 聲學載荷激勵 ： 升空(lift off) 、 跨音速飛行(transonic flight) 與 瞬間最大動壓(maximum dynamic pressure instant) 。在升空時，會產生非常強烈的 聲學負載 ，通常採用該負載定義有效載荷與零件設備；然而，在跨音速飛行與瞬間最大動壓階段時，聲學激勵也存在且不容忽視，這些特性對於性能評估與特定系統動態驗證非常重要，考慮到降低成本以及開發時間，需導入 噪聲控制處理(noise control treatments, NCT) 緩解內部振動環境。
力學衝擊環境
每架太空發射器都有各種不同的 力學衝擊 來源，來自太空梭飛行的各個階段，包括 分離系統 、 展開部署系統 、 壓緊與釋放機構 、 起爆器(電爆閥) 和 火藥啟動裝置 等。
模擬預測衝擊響應
準確預測系統是否能承受外力衝擊的響應至關重要，這些系統通常在高頻處產生共振，因此，傳統的有限元頻率域計算方式並不適用。
Thales Alenia Space 是歐洲最大的衛星製造商，總部位於法國坎城，為國際太空站製造科學零組件，Thales Alenia Space採用Actran的 高頻振動聲學統計能量分析(Actran SEA, Statistical Energy Analysis) 解決上述的問題。
Actran SEA 在解決 模擬預測衝擊響應 問題方面具有獨特的優勢，以現有的FE模型出發，將結果向外擴展到更高的頻譜，這種方式建立SEA子系統非常簡單好操作。輸入載荷可以直接在頻率域中定義，以確保所有共振頻率都被正確激發。另外，根據求解頻率設定阻尼，可以簡化阻尼的定義。
為了驗證 Actran SEA 的模擬結果，Thales Alenia Space於ESA(European Space Agency, 歐洲太空總署)的實驗室進行量測，衝擊源定義為兩個火工裝置，並在所有的系統上評估 結構響應 ，模態計算到1.5kHz，響應的最大求解頻率設置為10kHz。
數據顯示，在100Hz到10,000Hz內均有很好的對標結果，低頻和高頻都顯示出良好的相關性，紅色曲線代表模擬結果，其他曲線則為實驗數據。
此方法更被進一步使用於 地球重力場 和 穩態海洋環流探測衛星(Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer, GOCE) ，該衛星擁有更複雜且非常規的幾何結構，擁有很長的面板用於連結內部的科學儀器，這些面板產生傳遞振動波的現象，使振動傳遞得更遠，半經驗法未能識別出此現象。
Actran SEA 可以識別出振動波傳遞得更遠，並產出更接近真實情況的模擬結果，紅色曲線代表模擬結果，黑色曲線是半經驗曲線預測，其他曲線則為實驗數據。
總 結
上 述 應 用 都 證 明 了 Actran SEA 方 法 對 衝擊響應 的 適 用 性 ，即 使 對 於 GOCE 這 類 型 難 度 高 的 結 構 也 是 如 此，Thales Alenia Space 也 持 續 將 該 方 法 應 用 於 其 他 項 目 中。
“Actran SEA的優勢很明顯，無需從頭建構專用模型、軟體自動建立分析所需的必要部分，當然，最重要的是可以在10kHz也產出可靠的結果。”
Thales Alenia Space的振動聲學專家Stefano Destefanis說。
Actran 用 在 各 種 形 式 的 聲 學 模 型
- 標準和對流聲學
- 分析車輛內外的聲響
- 模擬聲音傳遞通過彈性牆
- 預測孔洞介質的聲音吸收
- 2D, 軸對稱和 3D 分析
- 耗散機制，例如黏熱損失和聲音吸收
- 非均勻平均流上的聲傳播和輻射
- 用複合材料模型模擬複雜的多層結構
- 直接響應和模態疊加方法
- 用於壓電材料的主動結構模擬
- 複雜流動和溫度梯度等異質性
- 基本諧波分析
- 平面、球面和柱面波源以及入射平面波對管道的激發
- 不連續 Galerkin Method
- 暫態 CFD 後跟隨著聲輻射
- 黏熱元素，用於模擬薄空氣層或細管的
- 準確建立襯墊模型，包含流動效應 (Myers-Eversman formulation)
- 由入射聲導管modes定義的激發
常 見 應 用 的 產 業
- 航太: 經過駕駛艙和機身、發動機短艙內襯、機身和駕駛艙絕緣、ECS（環境控制系統）、APU 和 ECS 入口和出口消音器、後緣、聲納、直升機渦輪噪聲、起飛時火箭有效載荷的隨機動態響應的聲音傳輸，聲納。
- 車輛: 動力總成、裝飾設計、風噪聲、發動機部件、壓縮機、進氣歧管、空氣濾清器、閥蓋、擋板、電動機、揚聲器、消聲器、輪胎噪聲、消音器、高壓分配管道、馬達、齒輪箱。
- 消費品: 電話、免提電話通訊、耳機、揚聲器、助聽器、樂器、洗衣機、冰箱、吸塵器。
- 電子產品: 光碟硬碟等轉動裝置、手機、相機、液晶投影設備的風扇。
- 機械裝置: 渦輪機械、暖通空調、割草機和農業機械、排氣系統、馬達。
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