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万博ANSYS的博客

2020年6月15日

如何使用声学模拟改善产品声音

工程师倾向于花大量时间调整和模拟设计,以优化其外观、感觉和性能。然而,他们不应该低估产品发出的声音,在开发周期的后期解决这些问题。万博网

工程师可以设计出世界上最好的洗碗机。但如果声音太大或太安静,人们可能会认为它工作不正常。

声音给产品带来的感知质量也可以是积极的。我们都期待着烤面包机砰的一声,安全带咔嚓一声或连接器咔嚓一声。事实上,这些声音是如此令人满意,以至于在广告中经常听到它们。

另一方面,糟糕的声音对产品来说可能是灾难性的。想象一下,一个吊扇可以在几秒钟内为房间降温,但听起来像直升机的声音——没有人会买它。

由于声音会影响产品销售,如果工程团队使用传统方法,等到物理原型制作时才第一次听取他们的设计,就会出现问题。在开发周期的这个阶段,修复这个问题的代价可能太大了。

如果你能在开发的设计阶段倾听你的产品的声音?是的,你可以使用声学模拟。事实上,公司已经开始创建整个部门,专注于优化产品的声音。

如果没有令人满意的咔嚓声,人们就会怀疑安全带是否正常工作。通过声学模拟,工程师可以确保产品听起来是最佳的。

声学模拟背后的科学

在我们深入研究如何聆听模拟之前,让我们先讨论一下这些声音的来源。

万博网含有振动部件、冲击部件、流体流动和电磁场的产品都可以通过振动周围的空气或介质来产生声音。因此,要模拟产品发出的噪音,必须首先模拟它们的功能。万博网

例如,为了模拟汽车内部的声音,你必须模拟吹过它的风和动力系统的振动声行为。即使是空调系统的声音对于更安静的电动汽车(EV)也很重要。

一旦产品操作建模,就可以识别并研究所有这些噪声的声级和质量。声级可以用分贝来计算,分贝是测量声压、功率和强度的声音单位。

然而,评估音质更加困难和主观。心理声学指标,如响度,锐度,粗糙度,音调波动强度可以估计声音感知。然而,为了获得准确的音质评级,工程师们需要对人群进行听力测试并进行统计分析。由于音质是主观的,最好的判断方法是让每个参加测试的人都去听。

这就是为什么声学模拟如此重要:它们可以帮助设计产品的功能方面及其声音。

如何收听声音模拟

假设你想评估一辆电动汽车的噪音。动力系统的主要部件,有助于产品的声音是电机和变速箱。所以,为了评估声音,你首先要使用模拟这些系统的多物理工作流程。

模拟电动汽车动力系统声音的声学仿真工作流程。

电机的电磁特性可以模拟使用万博Ansys麦克斯韦万博Ansys机械而变速箱的运动可以模拟使用万博Ansys运动.来自这些模型的信息可以被发送到万博Ansys VRXPERIENCE声音这样工程师就能听到产品的声音。从那里,他们使用这些模拟来调整设计的性能和声音。

随着工程师们对他们的设计了解得更多,他们可以扩展模拟,深入挖掘电动机本身的声源。这种多物理场工作流程可以包括静力、电磁力、振动分析和声噪声辐射的结构分析。要了解有关此工作流程的更多信息,请观看:使用Ansys收听您的模拟。万博

模拟电动机发出的声音的声学模拟工作流程。

工程师还能模拟什么声音?

汽车和车辆的声音并不是工程师需要优化的唯一噪音。因此,Ansys提供了多物万博理场仿真工作流,可用于对各种产品的噪声进行建模。万博网

例如,风扇、压缩机、泵和鼓风机可以使用Ansys Fluent进行模拟。万博CFD软件可用于进行考虑叶片性能和湍流的空气声学模拟。然后,这些数据可以传递到VRXPERIENCE Sound上,以获得供人们听的3D声音渲染。然后工程师可以根据这个虚拟模型评估和优化音质。

风机的声学仿真工作流程。

许多旋转机器需要遵守空气声学标准。通过声学模拟,工程师们有了一种经济有效的方法来产生他们设计的噪声,并确保它们是合适的。

设计消费品的声音和设计工业产品的声音一样重要。万博网例如,没有人想要一个安静的高尔夫俱乐部。他们想要的是击球时的那种令人满意的冲击,而不是触地时的撞击声。

因此,根据上下文,撞击的声音可能是可取的,也可能是不可取的。通过模拟产品,工程师可以最大限度地减万博网少不需要的声音,并增强他们想要美化的声音。

高尔夫球杆声学仿真工作流程。

对于高尔夫球杆来说,声音取决于撞击的速度和形状。但它也取决于撞击物体的材料和它们所处的介质。对于物理测试和手动设计来说,这可能是一个挑战万博Ansys LS-DYNA以及VRXPERIENCE音响,工程师们可以确保高尔夫球杆在接触球时发出很好的声音,而在触地时几乎没有声音。

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