Simcenter 3D
Simulação Acústica
O software Simcenter™ 3D oferece uma solução abrangente para minimizar o ruído e otimizar a qualidade do som dos produtos. Recursos dedicados de modelagem acústica, solvers eficientes e ferramentas de visualização fáceis de interpretar permitem que você obtenha rapidamente informações sobre o desempenho acústico de um projeto para aplicações acústicas desacopladas, vibroacústicas acopladas e aeroacústicas.
Benefícios da Solução
Acelere a geração e modelagem acústica
Entregue simulações vibroacústicas de alta fidelidade da maneira mais eficiente
Iterações de análise de projeto mais rápidas com associatividade de teste CAD-CAE
Obtenha insights instantâneos com pós-processamento acústico específico
Fornecendo uma plataforma para simulação multidisciplinar
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Acelere a criação de modelo de simulação acústica a partir de geometrias complexas, seja de modelo de malha estrutural, geometria CAD ou do zero
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Use solvers FEM/BEM rápidos e eficientes para fornecer cálculos acústicos mais rapidamente
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Resolva com eficiência problemas de acústica, vibroacústica e ruído induzido por fluxo a partir de uma única interface
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Simule o desempenho acústico para problemas internos, externos ou interiores mistos
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Acelere vários cálculos acústicos de RPM envolvendo motores, caixas de engrenagens e componentes rotativos
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Realize simulação acústica realista: condição de contorno anecóica, materiais de acabamento porosos (quadros rígidos e flácidos), fonte acústica, ruído de raio e muito mais
Recursos avançados, como envolvimento de superfície, malha convexa, espessamento de malha e a capacidade de criar malhas híbridas (hexa-tetra), ajudam a acelerar os processos de malha acústica mais do que os pré-processadores tradicionais. A disponibilidade de vários modelos de materiais para estrutura e fluido e a ampla variedade de condições de contorno e cargas estruturais e acústicas permitem que você configure sua análise com eficiência.
O Simcenter 3D aumenta o realismo em suas simulações fornecendo suporte para cargas ou criação de fontes a partir de dados de teste e simulações predecessoras de vários corpos ou dinâmicas de fluidos computacionais (CFD). O software Simcenter Nastran® é usado para resolver rapidamente problemas complexos de acústica interna e externa, graças a recursos importantes, como a tecnologia de camada combinada automaticamente (AML) e ordem adaptativa de elemento finito (FEMAO), que permite usar pequenas malhas de fluido com um número ideal de Graus de Liberdade (DoF) por frequência.
O Simcenter 3D se conecta perfeitamente ao projeto auxiliado por computador (CAD), engenharia auxiliada por computador (CAE) e até mesmo a dados de teste. Qualquer modificação de projeto pode ser facilmente introduzida no modelo estrutural e/ou acústico, eliminando múltiplas conversões entre formatos de arquivo e recriando modelos.
O Simcenter 3D fornece ferramentas de pós-processamento intuitivas e fáceis de interpretar para investigar o ruído como nível de pressão sonora (SPL), potência acústica ou diretividade. A análise de contribuição de caminho, modal e painel ajuda a identificar rapidamente as fontes de ruído importantes e sua propagação.
A solução de acústica Simcenter 3D faz parte de um ambiente de simulação multidisciplinar maior e integrado com o Simcenter 3D Engineering Desktop no núcleo para pré e pós-processamento centralizado para todas as soluções Simcenter 3D. Esse ambiente integrado ajuda você a obter processos CAE mais rápidos e simplificar simulações multidisciplinares que integram acústica e outras disciplinas, como análise de ruído de engrenagem a partir de soluções de movimento ou análises NVH e vibroacústica que exigem cargas estruturais ou induzidas por fluxo.
Setores
Aplicações da indústria
Aeroespacial e Defesa
Automotivo e transporte
Bens de consumo
Maquinaria industrial
Marinho
Como o ruído pode afetar a saúde e um produto silencioso é frequentemente percebido como de qualidade superior, as empresas estão adotando processos e ferramentas eficientes para otimizar o desempenho do ruído de seus produtos.
Com o Simcenter 3D, os engenheiros de aviação podem prever o ruído da cabine gerado por camadas limite turbulentas (TBL) na fuselagem ou pelo ruído aeroacústico proveniente do sistema de controle ambiental (ECS). O ruído externo pode ser resolvido usando o método de elemento de contorno de ponta (BEM) e solvers FEM. Os engenheiros de naves espaciais podem reduzir o risco de seus testes de verificação acústica avaliando-os virtualmente no Simcenter 3D.
Durante os programas de desenvolvimento e aprimoramento de veículos, os recursos do Simcenter 3D podem fornecer aos engenheiros de ruído, vibração e aspereza (NVH) informações valiosas sobre contribuições de ruído acústico, vibroacústico e aeroacústico na cabine do veículo e no ambiente externo.
Construir alto-falantes potentes e de alta qualidade, aspiradores silenciosos e máquinas de lavar e outros bens de consumo sem ruído requer engenharia de ruído avançada e recursos de caracterização de som fornecidos pelo Simcenter 3D.
Os módulos acústicos 3D do Simcenter fornecem os recursos necessários para avaliar o ruído irradiado pela máquina, incluindo a captura do efeito de encapsulamentos com tratamentos de som.
Os recursos acústicos do Simcenter 3D podem ser usados para estudar a radiação submarina complexa de cascos de navios, hélices e reflexões de cascos de submarinos de ondas de sonar.
Módulos
O software Simcenter 3D Meshing for Acoustics ajuda a criar malhas para análise acústica FEM e BEM. O módulo fornece funcionalidades avançadas e fáceis de usar para criar uma malha de fluido acústico, tanto para aplicações acústicas internas, quanto externas, a partir de uma malha estrutural existente ou geometria CAD.
O software Simcenter Nastran Advanced Acoustics fornece suporte para cargas padrão e condições de contorno e tecnologias-chave como AML e FEMAO, para resolver rapidamente simulações acústicas. É adequado para estudar a radiação acústica de componentes e ruído de passagem de veículos completos, perda de transmissão de sistemas de dutos como entradas e escapamentos ou silenciadores e perda de transmissão de painéis.
O software Simcenter 3D Acoustic Transfer Vector suporta a computação do vetor de transferência acústica (ATV), expressando a sensibilidade da resposta de pressão em um microfone virtual por unidade de velocidade normal em pontos de campo em uma superfície radiante. Ele pode ser reutilizado para prever rapidamente a resposta acústica para quaisquer vibrações da superfície. Da mesma forma, os vetores de transferência vibroacústica (VATV) expressam a sensibilidade das pressões do microfone para a força unitária aplicada em pontos de uma estrutura. Além disso, VATV pode ser reutilizado rapidamente para prever a resposta acústica a qualquer carga de força. Os fatores de participação modal (MPFs) também podem ser usados com ATVs no contexto do vetor de transferência acústica modal (MATV).
O software Simcenter 3D Aero-Vibro-Acoustics suporta a criação de fontes aeroacústicas próximas a fluxos turbulentos emissores de ruído e permite calcular sua resposta acústica no ambiente externo ou interno; por exemplo, para ruído de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) e dutos do sistema de controle ambiental (ECS), boogies de trem e pantógrafos, ventiladores de refrigeração, hélices de navios e aeronaves e muito mais. O produto também permite definir as cargas de vento que atuam nos paineis estruturais, levando a uma resposta vibroacústica; por exemplo, em uma cabine de carro ou avião.
O Simcenter 3D Load Identification permite obter cargas dinâmicas precisas de uma estrutura. As cargas operacionais são muito importantes para a previsão de resposta precisa, mas geralmente são impossíveis ou difíceis de medir diretamente.
Este produto oferece várias maneiras de identificar as forças operacionais a partir de dados medidos, seja pelo método de rigidez de montagem ou pelo método de matriz inversa. Por exemplo, em um método de matriz inversa, os dados de vibração operacional podem ser medidos em condições operacionais e as funções de transferência (FRFs) podem ser medidas em condições controladas de laboratório ou obtidas a partir de simulações. Esses dados são então combinados em um caso de identificação de carga inversa.
Além disso, o Simcenter 3D Load Identification suporta uma solução de expansão modal para criar resultados de vibração enriquecidos em um modelo FE completo com base em vibrações medidas em apenas alguns pontos.
Finalmente, um segundo método para derivar as vibrações da superfície estrutural é fornecido através da acústica numérica inversa, na qual as respostas de pressão medidas em apenas alguns pontos próximos à estrutura são usadas juntamente com vetores de transferência acústica para identificar as vibrações da superfície total. O campo de vibração obtido pode, então, ser usado para análise de radiação acústica.
O software Simcenter 3D Environment for BEM Acoustics suporta a geração de um modelo de simulação acústica ou vibroacústica pronto para executar para BEM direto e BEM indireto e fornece ferramentas abrangentes de pós-processamento para analisar os resultados acústicos ou vibroacústicos.
O solver Simcenter 3D Acoustics BEM é usado para prever a resposta acústica em domínios fechados e ilimitados usando uma malha apenas para o limite do domínio do fluido. A análise vibroacústica é suportada pelo acoplamento do fluido acústico com um modelo modal estrutural. Vibrações estruturais também podem ser impostas ao fluido BEM usando acoplamento vibroacústico fraco.
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O software Simcenter 3D Acoustics Accelerated BEM fornece BEM de matriz hierárquica (H-Matrix) e solvers BEM multipolo (FM) rápidos para estender os limites computacionais dos solvers padrão. Esses solvers são adequados para acústica externa de grandes estruturas, como veículos e motores grandes, aeronaves, navios, submarinos, bem como aplicações de alta frequência, como sensores ultrassônicos.
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O software BEM de domínio de tempo da Simcenter 3D Acoustics permite que as soluções BEM resolvam fenômenos acústicos transitórios e vibroacústicos. Em oposição aos solvers BEM baseados no domínio da frequência, o Simcenter 3D Acoustics Time Domain BEM Solver oferece a possibilidade de resolver problemas envolvendo sinais impulsivos de excitação de curto prazo no domínio do tempo. Este solver BEM é adequado para aplicações como design de sensores de estacionamento e análise de batidas de portas, por exemplo.
O software Simcenter 3D Acoustics HPC permite que você execute cálculos acústicos de FEM ou BEM no modo de multiprocessamento no hardware paralelo de sua escolha. As sequências de cálculo paralelas são implementadas usando o padrão de comunicação da interface de passagem de mensagens (MPI). No caso da vibroacústica FEM, este produto incorpora o recurso de paralelização de memória distribuída (DMP) do Simcenter Nastran.
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O Simcenter 3D Ray Acoustics é usado para prever respostas acústicas até frequências muito altas e geometrias muito grandes, em domínios fechados e ilimitados. Ao contrário dos solvers acústicos do método dos elementos finitos (FEM) ou do método dos elementos de contorno (BEM), as soluções de acústica de raios não são baseadas em uma discretização fina do domínio. Portanto, a solução não é limitada por um limite de frequência superior ou o tamanho do modelo e a resolução é feita ordens de magnitude mais rapidamente, em comparação com FEM ou BEM. O Simcenter 3D Ray Acoustics integra um ambiente de engenharia no Simcenter 3D para gerar e pós-processar um modelo acústico de raios, bem como um solver acústico de raios, que é o solver ICARE do CSTB.
Benefícios do módulo:
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Comece a partir de um modelo FEM estrutural ou geometria CAD
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Acelere o processo de malha acústica para geometrias complexas
Características principais:
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Ferramentas híbridas de engrossamento, preenchimento de furos e remoção de nervuras baseadas em polígonos
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Tecnologia de envolvimento de superfície interior e exterior com base na entrada do modelo CAD ou CAE
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Fácil criação de superfície de limite externa convexa para construir malhas FEM para acústica externa
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Híbrido hexadecimal hexa e tetra mesher dominante para volumes de fluidos facilitando a solução eficiente
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Espessamento da malha da casca (reverso da superfície média) para derivar as superfícies limítrofes das cavidades de fluido, o que é útil para silenciador e outras malhas FEM de fluido
Benefícios do módulo:
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Executa simulações vibroacústicas (SOL108/SOL111) para ruído interno ou externo
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Estude a acústica externa com modelos FEM enxutos graças à tecnologia AML incorporada
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Simule eficientemente problemas acústicos de banda larga usando o solver FEMAO adaptativo
Características principais:
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Suporta cargas padrão e condições de limite, bem como condições de limite acústicas específicas, como modos de duto e cargas de campo difuso acústico (aleatórias)
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Cargas de pressão em superfícies estruturais de outras análises acústicas ou CFD
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Materiais fluidos porosos e dependentes da temperatura, efeitos de fluxo convectivo médio, impedância de superfície dependente da frequência e admitância de transferência entre pares de superfícies
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Calcule a pressão, a intensidade e a potência do som para microfones virtuais localizados dentro ou fora do volume de fluido de malha
Benefícios do módulo:
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Use o ATV para calcular o ruído de máquinas rotativas com cargas de várias rotações por minuto (RPM) até 100 vezes mais rápido
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Use o VATV para avaliar rapidamente o ruído da cabine devido a vários casos de carga de cargas de pressão induzidas por fluxo, como cargas de vento e camadas limite turbulentas
Características principais:
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Os resultados do ATV são armazenados de forma eficiente em um arquivo de resultado Nastran (op2) ou Sysnoise (ssndb)
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ATV pode ser interpolado quando usado em um contexto de resposta forçada
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Avalie a pressão acústica e a potência e as contribuições do painel, da rede e do modo para a resposta do ATV
Benefícios do módulo:
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Mapeamento conservador de resultados de pressão do CFD para a malha acústica ou estrutural
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Fontes dipolos de superfície aeroacústicas equivalentes
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Fontes de ventoinhas aeroacústicas equivalentes para ruído tonal e de banda larga
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Cargas de vento, usando modelos semi-empíricos de camada limite turbulenta ou cargas de pressão mapeadas a partir de resultados CFD
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Derivar fontes aeroacústicas baseadas em pressão de superfície magras para superfícies estacionárias e rotativas
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Fornece preparação de carga escalável e fácil de usar para simulações de ruído de vento aerovibroacústico
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Importe arquivos binários com dados de carga diretamente no Simcenter Nastran para cálculo de resposta
Características principais:
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Mapeamento conservador de resultados de pressão do CFD para a malha acústica ou estrutural
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Fontes dipolos de superfície aeroacústicas equivalentes
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Fontes de ventoinhas aeroacústicas equivalentes para ruído tonal e de banda larga
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Cargas de vento, usando modelos semi-empíricos de camada limite turbulenta ou cargas de pressão mapeadas a partir de resultados CFD
Benefícios do módulo:
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Determinar forças operacionais ou vibrações que são difíceis ou impossíveis de medir diretamente
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Obtenha uma simulação mais realista aplicando um carregamento mais preciso
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Combine dados de carregamento medidos com simulações FE
Características principais:
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Método de montagem para estimar as forças de montagem combinando dados de vibração operacional em cada lado da montagem e dados de rigidez de montagem
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Método de matriz inversa por combinação de medições operacionais e funções de transferência com base em todos os dados medidos ou uma combinação de medições operacionais e dados de simulação
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Aplicação simples e reutilização das forças ou vibrações identificadas no modelo de simulação
Benefícios do módulo:
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Forneça uma interface amigável para simplificar a criação de modelos acústicos de BEM para solvers BEM padrão e acelerados
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Suporta problemas acústicos puros, bem como resposta vibroacústica fraca ou totalmente acoplada através da definição baseada em modal da estrutura
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Aproveite os recursos de pós-processamento dedicados para melhorar a percepção de engenharia e a produtividade dos usuários
Características principais:
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Forneça todas as cargas estruturais e acústicas padrão e condições de contorno para descrever seus problemas vibroacústicos com precisão
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Prepare análises acústicas determinísticas e aleatórias e vibro-acústica
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Pós-processamento padrão de resultados acústicos como pressão e potência acústica e vibrações estruturais
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Gráficos de diagnóstico dedicados mostrando as contribuições do painel e as contribuições modais estruturais para a pressão ou potência acústica
Benefícios do módulo:
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Solvers BEM, rápidos e eficientes para resolver problemas puramente acústicos e vibroacústicos
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Uma infinidade de cargas acústicas e estruturais e condições de contorno são suportadas para uma descrição precisa do seu modelo de simulação vibroacústica
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Correções automáticas do modelo BEM para bordas livres e de junção
Características principais:
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Soluções acústicas desacopladas diretas e indiretas
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Soluções vibroacústicas indiretas, fracamente acopladas e fortemente acopladas
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Análise acústica e vibroacústica determinística e aleatória
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Retorna resultados padrão de resposta acústica e estrutural
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Fornece contribuições do painel estrutural e contribuições modais para a pressão ou potência acústica Guia de soluções | Simcenter 3D para simulação acústica
Benefícios do módulo:
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Fornece cálculos mais rápidos para grandes modelos BEM (geometria maior e/ou frequências mais altas)
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Requer menos memória do sistema do que o BEM padrão
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Suporta resposta acústica desacoplada, bem como simulação de resposta vibro-acústica acoplada
Características principais:
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Inclui um solver multipolo rápido iterativo, bem como um solver H-Matrix hierárquico direto
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Ambos os solvers suportam computação paralela, incluindo até quatro processos gratuitamente, ou usando mais de quatro processos, quando combinados com o software Simcenter 3D Acoustics High Performance Computing (HPC)
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Suporta o efeito de convecção de um fluxo médio (uniforme) na propagação da onda acústica
Benefícios do módulo:
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Permite a modelagem precisa do problema de domínio infinito transitório
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Fornece soluções para problemas puramente acústicos e vibroacústicos
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Fornece solver rápido e eficiente no domínio do tempo, também para grandes modelos
Características principais:
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Ambiente de solver dedicado Simcenter 3D Acoustics Transient BEM para cálculos BEM no domínio do tempo, incluindo dois tipos de análise: transiente acústico e transiente vibro-acústico
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Suporta várias cargas e condições de contorno:
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Transiente acústico: monopolo acústico, onda plana, plano infinito, absorvedor acústico, admitância de transferência
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Vibro-acústica transitória: força aplicada na estrutura (com representação do modo definido), vibrações pré-computadas, plano infinito, absorvedor acústico, admitância de transferência, painel Guia de soluções | Simcenter 3D para simulação acústica
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Benefícios do módulo:
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Acelera cálculos acústicos usando multithreading, paralelização de memória compartilhada (SMP), multiprocessamento e DMP
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Este produto suporta computação de alto desempenho para os solvers Simcenter 3D Acoustics FEM e BEM
Características principais:
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Os solvers podem ser executados no modo de computação de alto desempenho em clusters de vários nós, bem como em estações de trabalho com vários núcleos
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Permite que você resolva problemas com muitas frequências com DMP para os quais uma velocidade paralela quase linear pode ser esperada
Benefícios do módulo:
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Resolva simulações acústicas de alta frequência para modelos grandes em uma fração do tempo necessário com os solvers FEM ou BEM
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Uma malha grossa pode ser usada na medida em que captura a geometria do modelo, simplificando a criação do modelo
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Cargas acústicas padrão e condições de contorno são suportadas para uma descrição precisa do modelo de simulação
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Resultados avançados e pós-processamento para explorar chegadas de caminhos de raios ou critérios de qualidade de som
Características principais:
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Retorna resultados acústicos tanto no domínio da frequência quanto no domínio do tempo
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Simula a propagação de raios de ondas acústicas com tecnologia de rastreamento de feixe adaptável
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Simula com precisão reflexões em superfícies curvas, apesar da discretização de malha grossa
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Captura efeitos de difração de várias ordens e ondas rastejantes
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Captura reflexões tardias e efeitos de difusão com tecnologia de rastreamento de partículas
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Suporta cargas acústicas padrão, incluindo diretividade de fonte pontual
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Simcenter 3D Meshing for Acoustics
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Simcenter Nastran Advanced Acoustics
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Simcenter 3D Acoustic Transfer Vector
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Simcenter 3D Aero-Vibro-Acoustics
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Simcenter 3D Load Identification
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Simcenter 3D Environment for BEM Acoustics
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Simcenter 3D Acoustics BEM solver
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Simcenter 3D Acoustics Accelerated BEM solver
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Simcenter 3D Acoustics Time Domain BEM solver
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Simcenter 3D Acoustics HPC
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Simcenter 3D Ray Acoustics