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SIDLAB管道声学仿真软件

SIDLAB Acoustic 声学仿真
       此功能模块用于模拟复杂管道网络中低频噪声的产生与传播问题。频率范围由管道内平面波存在范围决定。它是基于线性声学理论,将一个复杂结构,简化成two-ports结构,同时系统末端和声源将以one-ports单元表示。一系列标准单元,包括管道单元及基本的消声单元,相互连接以形成网络结构。所有标准单元模型都是经过了大量实验验证,使用的是已在文献中发表的最准确、最新模型。用户可以添加个性化的自定义单元。
      SIDLAB Acoustic可以得到的计算结果包括:
      Passive Results:
          以dB衡量的传递损失
          以dB衡量的降噪量,可表示为窄带、倍频程与1/3倍频程
          以dB衡量的插入损失
          系统共振分析
          各单元及整个网络结构中传递矩阵所包含的元素
          各单元与整个网络结构中散射矩阵所包含的元素
      Active Results:
          网络结构中每个结点的RMS声压值(表示方式:Pa或dB、窄带、倍频程与1/3倍频程)
          网络结构中每个结点声压值的相位
          换算得到网络结构中每个结点的声功率(表示方式:W、dB、窄带、倍频程与1/3倍频程)
          网络结构外某一设定接收位置的RMS声压值(表示方式:Pa或dB, 窄带、倍频程与1/3倍频程)
          网络结构中任意两结点之间的传递函数
        此外,当使用用户自定义文件时,频率范围将根据文件内容自动生成。用户可针对一定阶次及发动机转速下的工况进行仿真。可自动计算频率向量。所需要的额外输入数据为输入端流量和各转速条件下的温度。同时还可将任意数量的单元设定为声学透声元件,并计算其对仿真结果的贡献量。
SIDLAB Flow 流体仿真
       SIDLAB Flow是一个快速一维工具,用于计算消声系统在设计过程中引入的压力损失。它利用two-port的方法计算网络结构中的流量分布和压降,并将计算结果赋值给SIDLAB Acoustic声学计算中。此功能尤其适用于只影响声学结果而不对流动造成影响的网络结构的改变。
       某些元件的声学性能,如穿孔板、穿孔管,很大程度上取决于元件内的气体流动,因此对系统中流动情况的分析至关重要。
      SIDLAB Flow计算所使用的是与SIDLAB Acoustic同样的网络结构。
      SIDLAB Flow可以得到的计算结果包括:
         流动分布:流体经过每个单元的流量,单位kg/s
         在一定的输入流量条件下,流体经过网络结构中每个单元所形成的压力损失
         每个单元内部的流动马赫数(流速)
         系统中流体压降随流量变化的曲线
      将流动引入网络结构的两种方法:
          定义源流在网络结构的一个输入端。
输入的流体表达方式为:
              流量,单位:kg/s
              流动速度,单位:m/s
              流动马赫数
              多个外部稳压源与网络结构中不同的输入/输出端相连。
SIDLAB Optimization 优化分析
       SIDLAB Optimization工作原理是在规定的频率范围内(单一频率或某一频段),针对一个或多个约束条件,对多个参数进行优化从而实现某一特定声学目标的过程。
       SIDLAB Optimization是SIDLAB 3.0版本的一个全新模块,通过定义优化变量的边界条件,实现对网络结构中任意多个变量的优化处理。优化范围可定义为单一频率,也可以是某一频段。约束条件可以为等式或非等式约束,可将系统允许的压力损失值作为约束条件,实现对声学性能与动力性能的双重考量。优化目标可以是系统传递损失、插入损失及网络结构端口处的辐射声压值。通过优化,最终可使系统某一声学性能达到/超过目标曲线。通过对优化结果与原始设计的分析比较,用户可选择将优化结果直接导入网络结构,将模型结构升级。
       典型应用:发动机排气消声器优化
         优化目标:插入损失曲线
         优化变量:消声元件几何参数、声学材料参数
         约束条件:
                线性约束:消声元件几何边界条件
                非线性约束:允许的最大气体压力损失,即发动机背压
SIDLAB Parameterization 参数化分析
       SIDLAB Parameterization是指用户在网络结构中选择的任一参数,在某一特定范围内按照指定步长改变参数值大小,进行参数灵敏度分析。软件可显示基于此参数变量的所有计算结果。用户可根据选定的参数值对网络结构进行更新。
SIDLAB Rig 声学特性测试台架
 
     测试台架用于测量two-port单元的声学参数。我们提供内径为25mm、50mm、100mm的3种标准设备,也可根据用户需求,提供其他尺寸测试管道。测试台架可承受的介质流动速度为100m/s,空气温度可达100℃。可根据更高的流动要求、更高的温度要求与特殊气体要求对台架进行进一步更改。所有的台架组成部分均采用激光切割和高精度焊接。
       SIDLAB Rig组成部分:
             镀锌钢制成的测试管道
             用于1/4英寸麦克风的、采用铝合金阳极氧化处理的麦克风支架
             功率放大器,扬声器,大功率、金属膜片声学器件
             2个带有吸声材料的消声器。台架两端各1个,用来减少反射效应,提高测试精度
             必要的过渡联接以连接不同尺寸的被测物体
             采用铝合金阳极氧化处理的校准器,用以在同一时间对6个麦克风进行相对校准,准确省时
             支撑,采用Bosch Rexroth的桌面支撑或地面支撑
             离心风机用以提供流动气体,变频器用以改变风扇转速
Engine Source Rig发动机声源测试台架
        测试原理:
      在对排气系统进行插入损失或辐射噪声进行数值分析时,需要获取发动机声源参数。SIDLAB技术团队提供规范化的发动机声源测试方案。利用One-port 声学模型对消声器进行设计,并计算获取进排气管道系统中的声学特性。
      测试中,将声源看成是one-port单元,在频域范围内,可以通过声源强度和声学阻抗(或者反射系数)对声学one-port单元进行完整描述:ps(Z/p)  =   Zs +  Z。          
      其中, ps为声源声压,Zs为声源阻抗,p是出口处的声压,Z是除声源外的系统的声学阻抗。
      两未知量ps和Zs将通过已知的声学负载阻抗(Z)和声压测量结果(P)决定。由于存在两个未知数,因此需要在不同负载条件下进行两次测试,这种方法通常被称作双负载法。如果提供的负载个数大于2,则对此问题来说属于过度解,可以使测量结果更准确。
        测试台架组成:
              管道系统,含传感器安装座台、适配过渡段和声学负载组件
              高温压力传感器
              流动及温度测量组件
        测试分析软件
      通过SIDLAB measurement 软件可以获得测试目标声学性能,包括:
              声源强度Source Strength
              声源阻抗Source Impedenace