模組定位
Actran 是一款重要的聲學軟體,用來解決聲學、振動聲學以及氣動聲學等問題,其中 Acoustics 是 Actran 產品系列的基礎模組,既可獨立使用,也是 VibroAcoustics、AeroAcoustics 及 SNGR 之類進階模組的基礎。
面對流場聲學問題,AeroAcoustics 與 SNGR 模組都可以求解,差別在於 SNGR 更著重於穩態的流場問題。SNGR(Stochastic Noise Generation and Radiation,隨機噪聲生成與輻射)的模型僅包含動量來源,限用於高雷諾數、低馬赫數的求解情境,依據穩態紊流結果預測其造成的聲場,並可讀取還原流體動力學的分析結果來產生噪聲源,支援 Fluent、Star-CD、StarCCM+、Powerflow、SC/Tetra、OpenFOAM 等主流 CFD 軟體格式。
運算原理
此功能源自穩態 RANS(雷諾平均納維-史托克斯方程式,用來描述紊流的流體力學方程式)流場分析,搭配 Actran SNGR 特有的合成聲源工具,將聲源導入聲學計算並向外傳播,得到最終的預測結果。其最引人注意之處,就是相較傳統方法大幅提升了計算效率,節省更多計算時間。
- 第一步:紊流速度合成
- 第二步:依據合成後的速度聲源,採用 Lighthill 與 Möhring 類比方法求解聲源
主要特色
圖 1｜Actran SNGR 快速氣動聲學模擬流程
- 快速且高效
- 氣動聲學模擬流程運算快速,並完整沿用 Actran Acoustics 模組的既有功能。
- CFD 格式相容
- 可直接導入多種主流 CFD 軟體的結果檔,或透過 Ensight Gold 格式將結果匯入 Actran。
- 高效能運算
- 透過直接數值法(DNS)與疊代法搭配平行運算,實現高效的分析能力。
- 耦合分析能力
- 可解決氣動、振動、聲學耦合的複雜問題,並能與 Actran VibroAcoustics 結合使用,常應用於航空振動聲學分析。
應用場景
- 空氣調節系統(HVAC)
- 汽車後照鏡噪音
- 飛機機身噪音(起落架、後緣等)
- 3C 電子產品(吹風機、吸塵器、伺服器風扇等)
- 船舶螺旋槳噪音
- 高鐵氣動噪音
常見應用產業
- 航太
- 駕駛艙與機身聲音傳輸、發動機短艙內襯、機身與駕駛艙絕緣、ECS(環境控制系統)、APU 與 ECS 消音器、後緣、直升機渦輪噪聲、火箭酬載動態響應等。
- 車輛
- 動力總成、內裝設計、風噪聲、發動機部件、進氣歧管、電動機、輪胎噪音、齒輪箱等。
- 消費品
- 電話、耳機、揚聲器、助聽器、樂器、洗衣機、冰箱、吸塵器等。
- 電子產品
- 硬碟等轉動裝置、手機、相機、投影設備風扇等。
- 機械裝置
- 渦輪機械、暖通空調、割草機與農業機械、排氣系統、馬達等。
