Actran SEA，使用統計能量分析 (Statistical Energy Analysis, SEA) 方法提供一種有效的解決方案來研究大型系統內中、高頻率的噪音和振動傳播。 整個系統簡化為一組耦合子系統，計算它們之間的能量平衡。

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 SEA 應用案例 : 

• 車輛: 整車的振動聲學響應和傳遞路徑分析提交為結構和聲學負載。
• 航太: 機身的振動響應和傳遞路徑分析提交給湍流邊界層或擴散聲場激發；起飛時火箭的有效載荷完整性分析。
• 造船: 起因於機械噪音和流動引起的振動，導致船上的噪音預測。
• 鐵路: 列車的客車內，聲學舒適度預測。
• 越野車: 客艙噪音舒適度預測。

Actran 用 在 各 種 形 式 的 聲 學 模 型

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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延 伸 閱 讀

• Actran 聲學解決方案研討會
• Actran聲場分析 2023第二季培訓課程 
• Avio使用MSC Nastran和Actran確保太空發射器的結構可靠度
• 第二屆 2023 Actran聲學應用大賽
• CAE軟體 – Actran 進行噪音分析
• Actran SNGR 解決複雜的流場 聲學 問題
• 馬達噪音優化 – 解析如何利用Actran進行噪音優化
• Actran 2021 新功能發布要點！
• NVH分析 – 利用Actran輔助車身地板阻尼優化
• 電動車噪音 – 通用汽車向中高頻前進！

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