VA ONE
ESIのVA One は全周波数帯域の振動・騒音問題に対するソリューションで、低周波から高周波まで、統一解析環境のもとでシームレスな振動音響解析が可能です。
設計段階において潜在的な騒音や振動の問題を究明し正しく考慮することで、コスト削減、時間短縮に貢献します。
より詳細なモデル化や試験ベースの開発が必要な問題個所を特定しリスクを管理する一方、生産性の向上を支援します。
Benefits of VA One
- 高性能ノイズ予測モデルにより高品質とコスト削減を実現
- 統合されたノイズ予測ツールによる迅速な試作品設計の評価
- シームレスに統合された解析手法によりシミュレーション時間を最小限に短縮
- 設計の評価と特性の目標達成のための対策をテスト
- 統合された環境で構造物内外の騒音に対する設計目標を達成
- 開発最終段階での修正を回避
The project proved that ESI’s VA One is capable of accurately predicting the vibro acoustic performance of complex designs allowing design engineers to refine proposals before committing to expensive prototypes.
Renny RantakokkoM.Sc. Noise and Vibration Specialist / Epiroc Rock Drills AB
How Can Vibroacoustic Performance Simulation Transform Your Engineering Projects?
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Inside, you will see how to...
- Unlock Innovation and Optimize Workflow.
- Reduce Costs and Improve Accuracy.
- Ensure Space Mission Success.
- Accelerate automotive design, testing, and development.
- Exceed Performance Expectations.
音響境界要素モジュールは、有限および無限流体の低周波数応答をモデル化するために必要なすべての機能を、VA One環境に有しており、オプションとして大規模モデル解析向けに高速多重極境界要素を含めることも可能です。モジュールはRAYON境界要素ソルバーが進化したもので、低周波における流体負荷、拡散、音の放射や伝達を正確にモデル化することができます。
特徴
- 大規模モデルに対する先進的高速多重極境界要素
- 間接、直接および複合境界要素法
- 内臓式のメッシュコースニングおよび“シュリンクラップ”アルゴリズム
- 流体およびデータリカバリーメッシュの自動作成
- 非適合構造および流体メッシュのフルサポート
- 構造-音響連成とランダム振動解析のフルサポート
- 音響荷重ライブラリ：単極、平面波、拡散場など
- 無限平面、剛体平面、圧力解放平面、隔壁
- 先進的マルチドメイン境界要素法
- フルにカップリングしたソリューション(VA Oneに完全導入された境界要素法流体)
統計的エネルギー解析(Statistical Energy Analysis : SEA)モジュール
VA Oneの統計的エネルギー解析(Statistical Energy Analysis : SEA)モジュールは、中高周波数帯における振動・騒音設計向け産業界の標準ソフトウェアのAutoSEA2進化形です。 SEAモジュールは、騒音と振動が懸案事項であるほぼ全ての産業界において、日常的に使用されています。なぜそれほど沢山の企業がESIのソフトウェアを振動・騒音設計プロセスの標準としたのか、その理由をご覧ください。
特徴
- 材料のフルライブラリ(等方性、異方性、粘弾性、フォーム/繊維など)
- 物理的性質のフルライブラリ(一様、リブ付き、積層、複合材料など)
- SEAサブシステムのフルライブラリ(梁、平板、シェル、シリンダー、ダクト、音響キャビティ、半無限流体など)および構造、音響荷重
- 加圧、流体荷重、湾曲による硬化などの考慮
- フルウェーブトランスミッション理論(および先進的放射効率アルゴリズム)に基づくポイント、ラインおよびエリアジャンクションに対するSEAカップリングロスファクターの自動計算
- 使いやすい3Dモデリング環境、ツリー表示およびオブジェクト指向のデータベースがモデル生成、管理および結果分析を容易にする
風切り音は、自動車の性能や快適性だけでなく、製品の品質感や乗車体験にも影響を与えます。振動音響シミュレーションは、パワートレイン、タイヤ、サスペンションなどの発生源からの室内騒音を低減し、車両音響の改善につながります。 計算流体力学 (CFD) シミュレーションの速度と効率の向上により、時間領域気圧分布予測へのアクセス性が向上しています。乱流を効率的に再現し、処理することで、室内の騒音に最も強く影響する高周波数までの振動音響モデルの励起が可能となります。
空力振動音響 (AVA) シミュレーションの 「エンドツーエンドソリューション」 としてのCFDデータと振動音響解析の組合せにより,入手可能性が最小である高価な風洞への依存を低減します。設計者が乱流圧力変動によって生じる内部音響をバーチャルモデル化することで、設計サイクルの初期段階で設計上の意思決定が可能になり、後期段階でのコストのかかる修正の必要性を低減できます。
ESIのVA One Aero-Vibro-Acousticモジュールは、CFD圧力分布履歴を幅広いフォーマットから、周波数領域における適切な変動面圧荷重や変動入力に自動的に変換します。このCFD圧力データから対流と音響の両方タイプの支配的励起成分を抽出し、車両モデルの構造と流体に適用して内部騒音を予測・バーチャルデザインスタディによる風騒音低減と最適化を支援します。
特徴
- 設計段階の初期段階でフロー誘導ノイズを正確に予測し、試作品制作後の修正を削減可能
- 直感的な操作性により、モデル作成時間とトレーニングを最小限に抑えながら、シームレスに連携したアプローチを実現
- サポート・サービスによってROIの向上と学習期間の短期化を実現
- お客様から高い評価を得ているコンサルティングプロジェクト
音響負荷からの衛星・宇宙船構造的整合性を確保
Aero-Vibro-Acousticsモジュールは空力騒音の入力となる表面圧力変動の時刻歴データ（CFDあるいは実測値）から対流成分と音響成分の周波数スペクトルを同定し、VA oneモデル入力を作成し解析するモジュールです。 複合材料を用いた製品の最適な性能設計を支援します。
特徴
- 配置中に発生する音響励起によって損傷を受けやすい軽量構造物の動的応力と荷重の検証
- Virtual Acoustic EngineeringとDFAT ®のシミュレーション機能を使用して、打ち上げ時のハードウェアの構造的な反応を正確に予測し、試験のために重要なハードウェアを離れた施設に移動しなければならないリスクを回避
＊Diffuse Acoustic Test Simulation (DFAT) は、フェアリングとペイロードの両方で拡散音場をエミュレートできるようにする重要なツールです。
機体騒音の効率的管理
航空機の内部の騒音は、さまざまな経路を通って内部に侵入し、HVACやポンプ、発電機などの機内の騒音源と結びついて発生します。このような騒音は、乗客の快適性を大きく損なう可能性があるため、航空機の運航者にとって非常に高い優先事項であり、音響要件を満ためには、設計シミュレーションは不可欠です。
ESI VA Oneは、エンジン騒音から乱流境界層 (TBL) やショックセルに至るまで、航空機の潜在的な騒音元の効率的な最適化を可能にします。
つまり、航空機の音響に関する安全基準や商標目標を満たすと同時に、重量を最小限に抑え、コストのかかる開発最終段階での修正を回避します。
特徴
- このような機能により、キャビンやコックピットの快適な音響環境を実現します。
- 統計的エネルギー解析（SEA）：高周波ノイズ解析のための効率的な演算手法
- レイトレーシング:BEMなどの従来の決定論的ツールと比較して、ノイズ伝達を正確かつ迅速に分析
- PAシステム (Speech Clarity) が安全上期待される性能を発揮するかの確
- バーチャル音響モデリングを行い、断熱材の最適化、空力音響、振動音響、複合材モデリング、胴体壁の伝達損失のシミュレーション等
システムレベルモデルの高速計算による内部および外部騒音予測
ESI VA One Ray Tracingは、自動車、列車、航空機、宇宙船、船舶、建物など、大規模または複雑な形状の構造物の内部および外部ノイズを迅速かつ正確に分析可能です。
特徴
- VA One FEおよびSEAモデルを再度利用して、モデリング作業を追加することなくレイトレーシング形状を定義
- SEAモデルとBEMモデルのノイズコントロール処理（NCT）、BEM複合インピーダンス、吸音を使用して、トリム効果を評価、最適化
- 音源指向性を考慮したCompact Acoustic Source (CAS;コンパクト音源) 定義
- スネル法とランベルティアン法を用いた滑らかな表面と粗い表面のモデリングの実行
- スピーチクラリティやPass-By Noiseの解析など、独自のアプリケーションに使用可能
全周波数帯の音響・振動挙動を正確にモデル化
これまで、空気伝搬と構造伝搬の両方の伝搬経路が振動音響性能に影響する中周波予測では、次のいずれかを選択する必要がありました。
- 低周波数モデルの前提条件を使用した決定論モデルは、計算コストが高くなり、高周波数では精度が低くなる
- 統計的手法では、ポイント・ツー・ポイント応答を予測する精度と能力が不十分なことが多く、低周波数での構造ベースのアプリケーションには対応できない
ハイブリッド・モジュールは、最先端の振動音響解析法です。このモジュールは、FE/BEM/SEA要素/サブシステムを1つの解析モデルの中に混在させ連絡を可能にします。モデル化における究極の柔軟性を持ち、解析対象周波数全体に大成て高精度な解析結果を得るために、適切な要素/サブシステムを組み合わせることが可能です。
特徴
- 振動・騒音に対する効果的なシステムレベルのモデルを、難しいとされる中周波数帯を含むフルレンジの周波数帯に渡り提供
- 複雑な接合や構造部材のような剛なコンポーネントを表現するために局所FEサブシステムを付加し、既存のSEAモデルを中低周波数帯へ拡張
- FEサブシステムを用いてモデル中の支配的な伝達経路を詳細化(固体伝播を最小にするために接合部の設計を最適化、局構造の最適化による最小の入力パワー)
- 既存のFE/BEMモデルを高周波数帯へ拡張(高モード密度サブシステムをSEAでモデル化することにより、計算負荷を低減しながら課題の物理現象をとらえる)
- 既存FEモデルに対してSEA音響特性、多孔質弾性材料やランダムな音響負荷を素早く付加(フルのFE/BEM/IEM計算でほんの少しの時間におけるTL、放射光率や拡散音響荷重予測を実施することは時間を要する)
設計目標を達成するための低周波の構造・音響レスポンス
低周波数では、振動音響レスポンスがレシーバの位置によって決定されます。有限要素（FE）解析を使用して、詳細な構造や音響応答をシミュレーションすることで、設計者は動的挙動を理解し、設計要件を満たすために必要な対策を立てることができます。ESIでは、単独のカップリングまたは非カップリングソリューションとしてだけでなく、カップリングFE/BEMモデルおよび混成FE/SEAモデルに連動して、音響および構造FEシミュレーションの両方をサポートするソリューションを提供しています。
(FE)モジュール は、 VA OneモデルにFE音響キャビティをカップリングさせるために必要なすべての機能を提供しており、低周波において音響キャビティを内包する正確なモデルを作成し、多孔質弾性のノイズコントロールトリートメントの低周波性能を最適化が可能です。 また、構造有限要素(FE) モジュールを用いれば、多数の外部FEソルバーから既存のモデルと結果をインポートし、これらの結果をFE/BEM計算やFE/SEAなどの他のハイブリッドおよび高度なVA法と組み合わせることができます。
これらの構造および音響機能を備えた高性能ソルバーは、スタンドアロンFE、またはFE/BEM計算や、FE/SEAなど他のVA解法との組み合わせに関わらず、FE解析を最大限に効率化し、シームレスな統合を実現します。
特徴
- 既存FEモデルおよび結果のインポートによる、カップリングまたは非カップリングFE/BEM計算、ハイブリッドまたは音響有限要素（FE) と有限要素 (SEA) 計算
- 低周波数での音響キャビティとコンポーネントの正確な振動-音響FEモデルの作成
- FE音響キャビティの面領域に対する積層多孔質弾性ノイズコントロールトリートメントの効率的なモデルの生成 (完全なBiot方程式に基づく先進的で計算上効率的なアルゴリズムを使用)
- モード寄与解析を迅速に実施し、低周波数帯における応答を制御しているパラメータを洞察