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Ultimo aggiornamento: 19 settembre 2020

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I progressi della simulazione acustica per ridurre il rumore dei trasporti

Febbraio 2020 - A cura di Hexagon | Free Field Technologies (sito web: mscsoftware.com)

 

Actran 2020 incorpora una simulazione acustica rapida e accurata nei processi di progettazione in modo che i produttori possano ridurre l'inquinamento acustico e migliorare il comfort dei passeggeri.

Free Field Technologies, azienda della divisione Manufacturing Intelligence di Hexagon, ha annunciato la suite Actran 2020 che comprende nuove tecnologie acustiche, vibro-acustiche e aero-acustiche che consentono alle aziende aerospaziali e automobilistiche di studiare la produzione e l'ottimizzazione del rumore in modo più accurato nei loro processi di progettazione.

Gli operatori aerei devono far fronte a crescenti restrizioni sugli aeromobili rumorosi e alle più rigorose norme di gestione del rumore dell'Organizzazione internazionale dell'aviazione civile (ICAO). La riduzione del rumore è diventata una priorità aziendale a causa della decisione, da parte di alcuni aeroporti, di introdurre tasse di atterraggio, coprifuoco di volo o esclusione della flotta. Ciò sta guidando l'innovazione aerospaziale, con particolare attenzione alla tecnologia del motore, per un'efficace riduzione del rumore degli aeromobili.

All'altezza dell’aspirazione, il rumore del motore dipende sia dal flusso assiale attraverso la turboventola sia dalla relativa componente di swirl, ma l'effetto combinato sulla propagazione del rumore è sempre stato storicamente difficile da modellare. La previsione del rumore del motore aeronautico di Actran oggi considera automaticamente la componente di swirl del flusso medio evitando disallineamenti tra il flusso di ingresso della gondola motore e le condizioni al contorno. La simulazione più accurata consente agli ingegneri di comprendere in che modo le modifiche di progettazione come l'accorciamento della gondola motore influiscono sulle emissioni di rumore in modo da ottimizzare il posizionamento dei trattamenti acustici.

 

Figura 1. Impatto della componente di swirl sulla propagazione all’interno di condotti.

 

All’altezza dello scarico, simulare il rumore di combustione indiretta dei motori degli aeromobili era raramente fattibile a causa del costo di calcolo. Il modello compatto Cumpsty e Marble è ora implementato in Actran, e consente di applicare modelli economici per valutare il rumore di combustione indiretta in una turbomacchina. Recentemente sviluppato e validato rispetto alle misurazioni insieme a Safran Helicopters Engines, il modello consente alle aziende di prevedere il rumore di combustione emesso dai motori.

L'imminente standard ISO 360-1 riflette la crescente pressione per ridurre il rumore di pass-by automobilistico, con un rumore degli pneumatici che entro il 2024 dovrebbe arrivare a contribuire il 60%. Una nuova utility di valutazione del rumore in Actran mappa le vibrazioni degli pneumatici in rotazione nel dominio del tempo partendo da strumenti di uso frequente come Abaqus su una mesh deformata dal pneumatico. Questo modello è trasposto nel dominio della frequenza per prevedere le radiazioni del rumore dei pneumatici, in modo che le soluzioni di mitigazione acustica possano essere ottimizzate con precisione all'interno di un singolo ambiente di ingegneria acustica.

 

Figura 2. Radiazione Acustica dovuta alla vibrazione del pneumatico.

 

Il processo decisionale è stato migliorato anche per i workflow NVH. I risultati dei test richiesti dai reparti metrologia e qualità vengono ora prodotti automaticamente per i test virtuali in conformità con le procedure dei test acustici standard per le misurazioni della radiazione di potenza e del rumore pass-by automobilistico, tra cui ISO 3744, ISO 3745, SAE J1074 e IEC 61672-1.

I produttori di veicoli elettrici possono ora affrontare efficacemente il rumore interno all’abitacolo causato dai motori elettrici, che è molto pronunciato alle medie e alte, frequenze utilizzando Actran SEA. Il suo motore di simulazione meshless simula grandi sistemi vibro-acustici basati su modelli a elementi finiti (bassa frequenza) esistenti in MSC Nastran. Gli ingegneri acustici possono ora modellare un intero veicolo inclusi materiali poroelastici multistrato a frequenze medio-alte e ottimizzare gli effetti di isolamento, smorzamento e assorbimento dei trattamenti acustici entro determinati limiti di peso e costi.

"Actran 2020 integra ricerca e tecnologie acustiche all'avanguardia per affrontare le sfide odierne relative al rumore dei mezzi di trasporto", ha affermato Yves Detandt, direttore tecnico di FFT. "Ispirata da nuove sfide acustiche, questa nuova versione offre una serie di strumenti e metodi che consentono agli utenti di modellare meglio i problemi acustici avanzati nella progettazione della prossima generazione di prodotti più silenziosi".

Actran 2020 è progettato per rendere più efficienti la configurazione e la definizione del modello con un albero di analisi riorganizzato, categorie di componenti e condizioni al contorno e un nuovo layout e un sistema di conversione delle unità native che offrono ulteriori miglioramenti della produttività. Actran 2020 è immediatamente disponibile, per maggiori dettagli visitare: www.fft.be.

 

 

Hexagon | Free Field Technologies

Hexagon è leader globale nel settore delle soluzioni di sensoristica, software e autonome. Mettiamo al lavoro i dati per incrementare efficienza, produttività e qualità in applicazioni industriali, di fabbricazione, infrastruttura, sicurezza e mobilità.

Le nostre tecnologie stanno modellando gli ecosistemi produttivi e urbani per favorire una connessione e un’autonomia sempre maggiori e garantire un futuro sostenibile e scalabile.

Free Field Technologies (FFT) è un'azienda leader a livello mondiale focalizzata sulla simulazione acustica e sui servizi di ingegneria. Actran, il prodotto software di FFT, guida l’innovazione nel campo della modellazione vibro-acustica e aero-acustica dal 1998, quando la società è stata fondata dal Prof. Jean-Pierre Coyette e dal Prof. Jean-Louis Migeot, due pionieri rinomati nei domini dell’acustica numerica. Ulteriori informazioni su www.fft.be.

La divisione Intelligence di produzione di Hexagon fornisce soluzioni che utilizzano i dati generati dalle aree progettazione e ingegneria, produzione e metrologia per rendere la produzione più intelligente. Per ulteriori informazioni, visitare hexagonmi.com.

Hexagon (Nasdaq Stockholm: HEXA B) ha un organico di circa 20.000 dipendenti in 50 nazioni e un fatturato netto di circa 3,8 miliardi di euro. Per maggiori informazioni visitare il sito hexagon.com e seguire @HexagonAB su Twitter.

Note

Fotografie di settore e immagini che mostrano risultati di simulazione (dettagliati di seguito) sono disponibili su richiesta.

Figure 1 – Impatto della componente di swirl sulla propagazione all’interno di condotti
Figure 2 – Radiazione Acustica dovuta alla vibrazione del pneumatico

Riferimenti

[1] www.fft.be/news/msc-softwares-actran-awarded-2017-institute-acoustics-peter-lord-award
[2] http://pub.dega-akustik.de/ICA2019/data/articles/001384.pdf

 

 

 

 

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Via Santa Teresa, 12
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