FINE™/Acoustics

空力音響、振動音響のための解析パッケージ

FINE/Acousticsは、一般的な音響、空力音響、振動音響解析のための新しいユーザーインターフェースや最新のFEM-BEM連成ソルバーを搭載した、拡張性の高い、すべてを備えたパッケージです。このソフトウェアにより、音響設計問題をかつてないほど容易にかつ高速に解くことができます。

FINE/Acousticsは、FINE™/Open with OpenLabs、FINE™/TurboおよびNon-Linear Harmonicの結果のダイレクトインポートが可能です。

最先端の数値計算機能に加え、プリ・ポスト処理のための強力で使いやすいユーザーインターフェースもFINE/Acousticsの大きな特徴です。FINE/Acousticsと商用FEMおよびメッシュ生成パッケージを統合する、特別なインターフェースモジュールも利用可能です。並列分散ソルバーを搭載し、大規模計算を標準的なPCネットワーク上で分散させて解くことも可能です。

最大限の柔軟性

FINE/Acousticsは、モデル作成において、不必要あるいは非物理的な制約がありません。そのため、ユーザーは本当に重要なことに集中でき、実行モデルを短時間で用意することができます。

高いパフォーマンス

FINE/Acousticsは、内部音響解析のための強力で拡張性の高いFEMソルバー(100万点の解析がデスクトップPCで実行可能)と、外部音響解析および連成解析のための高速BEMソルバーを連成させることができるため、複雑な連成振動音響解析の実行に理想的なツールです。

FINE/Acousticsは、数多くの先進的かつ使い勝手の良い機能を搭載しており、ユーザーにとって、より容易な解析を実現すると同時に、最大限に強力で柔軟性を持つツールとなるよう設計されています。主な機能は以下のとおりです。

  • NASTRAN、ANSYS、FEMAP、NEi Nastran、Patran、Fieldviewとのインターフェース
  • メッシュ操作のための高度なツール(メッシュ粗大化、穴埋め、モード投影)
  • 有限要素(FEM)および境界要素(BEM)連成ソルバー
  • 異なる流体物性値の連成マルチドメイン
  • 完全連成構造音響解析
  • 周波数応答および音響キャビティモード
  • 穴あきサーフェスのモデリング
  • 面対称、軸対称および半空間の作成
  • 音響出力および強度の評価
  • 単純およびマルチ入力/マルチ出力システムの透過損失
  • 速度寄与ベクトルによる高速外部放射
  • 空力音響の音源
  • 並列分散ソルバー

FINE/Acousticsの 技術的特徴に関するさらに詳細な情報は、こちらをクリックしてください。

空力音響

FINE/Acousticsは、広範な空力音響シミュレーションに適用可能な、完全統合された一連のツールです。これらすべてのツールは、共通のフレームワークに統合され、さまざまなシミュレーション分野を統一されたアプローチで実施できます。さまざまな種類のシミュレーションは、統一されたシミュレーション指針に従い、それぞれのステップに最適なモジュールを採用することで実行することができます。全体のアプローチは、非常に高い柔軟性と効率を持ち、解析段階だけでなく、設計段階においても活用できる、産業用の複雑な空力音響計算を初めて可能にしました。

全体のプロセスは以下の4つの独立したステップに分けられます。

  • CFD (数値流体力学)解析
  • 音響領域: 異なる空力音響音源を囲む領域群と伝播領域の音響メッシュ定義
  • 音源評価: それぞれの音源領域ごとに適したツールを用いた、空力音響音源の評価
  • 伝播: 全体の伝播解析において、すべての音源を統合

解析対象となる特定の問題に関するそれぞれのステップで、さまざまなツールが使用されます。

CFD

通常はRANSあるいはURANSなどのツールが使用されますが、必要に応じて、LES/DES解析も適応可能です。適切なインターフェースを用いることで、事実上、すべての商用CFDソフトウェアがサポートされます。

音源モデリング

  • Flow-Noise: 定常CFD RANS解析から、空力音響音源の全スペクトル抽出
  • FWHソルバー: 回転翼、ファンなどからの騒音放射

伝播

  • BEM: 対流ヘルムホルツ方程式に対する境界要素法解析
  • FEM: 一様および非一様流における伝播に対する有限要素法解析

BEM、FEM共に、空力-振動-音響完全連成解析のための構造連成を最終的に含みます。

Flow-Noiseモジュール

Flow-Noiseは、乱流によって発生する空力音響騒音を評価するためのFINE/Acousticsのモジュールです。 代表的な適用分野は次の通りです。

  • ダクト騒音: 障害物、弁、曲がりなどが存在するダクト内流れで発生する騒音
  • ファン騒音: ファン騒音の非純音成分
  • TBL騒音: 乱流境界層騒音
  • 機体: 航空機の高揚力装置および着陸装置から発生する騒音

Flow-Noiseモジュールは、入力として、RANSあるいはURANS解析を必要とし、乱流運動エネルギーと散逸の平均値から始まる乱流スペクトルの合成復元を実施します。

Flow-Noiseは、FINE/Acoustics統合空力音響パッケージの構成要素です。FWHソルバーや対流ヘルムホルツ方程式のためのFEM/BEMソルバーと連成させると、広範の実用的な用途に適用できる強力なツールとなります。

以下に示すのは代表的な適用事例で、ダクト内に設置された45°の弁の流れが騒音を発生させているケースです。ダクトの外側の2つの異なるマイク位置におけるスペクトルを表しており、Flow-Noiseの結果を、実験による測定値と比較しています。

FWHソルバーモジュール

FWHソルバーは、FINE/Acousticsの解析において、空力音響音源を考慮することができるFINE/Acousticsのモジュールです。代表的な適用分野は次の通りです。

  • 翼、ファン、ローターにより放射される音
  • 固体壁面の非定常圧力変動によって発生する音
  • 乱流によって放射される音

FWHソルバーは、Ffowcs Williams Hawkings方程式の高度な積分技術に基づいています。通常、FWHソルバーは、空力音響音源を特徴づける、CFD計算により得られた空力データを必要とします。

FWHソルバーは、音源を囲む適切なサーフェス上でFWH方程式を積分します。透過性および非透過性のサーフェスが共に利用可能で、積分サーフェスの選択をより容易にし、CFDコードとの連成もさらに容易になります。

代表的な積分サーフェスの例は、次の通りです。

  • 回転翼およびファンのサーフェス
  • 空力負荷が作用する物理サーフェス
  • 空力音響音源を囲む仮想サーフェス

固定および回転の積分サーフェスが使用できます。FWHソルバーを使用すると、空力音によって発生する、任意のマイク位置における音圧の結果を得ることができます。

FWHソルバーは、FINE/Acoustics統合空力音響パッケージの構成要素です。Flow-NoiseモジュールおよびFEM/BEMソルバーと連成すると、広範の実用的な用途に適用できる強力なツールとなります。

動作環境

  • 64bit マシンに対応
  • Windows®、Linux環境に対応

セミナー情報

【無料セミナー】FINE/Acoustics紹介&体験セミナーの詳細はこちら