振動聲學模擬分析

振動聲學模擬分析

Vibro Acoustics Simulation

在現代產品開發中,噪音、振動與粗糙度(NVH)已成為衡量品質與品牌價值的關鍵指標。SIMULIA 的振動聲學模擬技術,協助工程師在設計階段即能預測並優化產品的聲學特性。

無論是減少座艙噪音、優化揚聲器性能,還是確保機械符合環境法規,振動聲學模擬都能在實體原型產出前,提供高保真度的虛擬驗證。

NVH 不再只是後期驗證項目,而是貫穿產品開發全流程的核心指標——從設計初期的虛擬聆聽,到量產前的法規合規確認,振動聲學模擬讓聲音品質成為可預測、可控制的工程參數。

關鍵效益

降低開發成本與風險

降低開發成本與風險

於設計階段即導入聲振模擬,無需等待實體原型,即可驗證與改善產品聲振表現,顯著降低開發風險與測試成本。

掌握複雜系統傳遞機制

掌握複雜系統傳遞機制

模擬可協助工程師識別關鍵的聲振傳遞路徑,聚焦於主要影響來源,避免浪費時間、資源與重量於次要路徑的過度處理。

提早發現並解決問題

提早發現並解決問題

透過聲振模擬可在設計早期辨識問題,避免開發後期才進行昂貴且效益有限的「補救式」修正,降低風險並守住開發時程。

沉浸式的真實感產品評估

沉浸式的真實感產品評估

即使在尚未製作原型的階段,也能透過虛擬聲場模擬聆聽產品聲音。支援雙耳化聽感重建與 3D 空間音效,亦可整合 VR 頭戴裝置進行即時聲音追蹤體驗。

透過自動化提升效率

透過自動化提升效率

透過流程自動化,模型建構與解算可進行標準化作業,當上游設計資料變更時也能自動更新,讓工程師能專注於解決聲振問題,而非手動重建模型。

設計最佳化

設計最佳化

藉由自動化流程與內建最佳化模組,可快速評估多種設計變因,找出具備輕量化、低噪音與高穩定性的理想設計組合。

全頻段聲學分析能力

聲學問題涉及極廣的頻率範圍,單一技術難以全面覆蓋。SIMULIA 整合了多種數值法,協助工程師根據問題的物理特性選擇最有效的工具。

透過 3DEXPERIENCE 平台,團隊可以輕鬆進行跨領域的多物理場耦合,例如分析流場引發的噪音或馬達電磁力引發的結構振動噪音。

核心求解器技術
  • 有限元素法(FEM)適用於低頻至中頻問題,擅長處理複雜幾何內部的聲場分佈,如汽車駕駛艙內部或家電殼體內的聲場分析。
  • 邊界元素法(BEM)專為解決外部輻射噪音設計,只需定義結構表面網格,即可有效模擬引擎噪音向外擴散等無限域問題。
  • 統計能量分析(SEA)針對高頻範圍的理想解法,當波長遠小於組件尺寸時,能穩定且高效率地預測大型結構的高頻噪音能量流動。

常見問答(FAQs)

01
什麼是振動聲學模擬(Vibro-Acoustics Simulation)?

振動聲學模擬是研究物理結構振動與其所產生的聲場之間交互作用的技術。透過求解波動方程,模擬振動如何誘發空氣中的聲波,以及聲波如何反過來影響結構行為。

02
為什麼要在設計初期就導入聲學模擬?

在早期導入模擬,工程師可以透過優化找出噪音源頭,從結構根源解決 NVH 問題,避免在原型機階段才進行高成本且成效有限的補救措施。

03
如何選擇適合的聲學模擬方法?

選擇取決於感興趣的「頻率範圍」。一般而言,低頻適合使用 FEM,中低頻涉及輻射問題可考慮 BEM,而當頻率升高到結構模態極為密集時,SEA 技術能提供更具效益的預測結果。

04
振動聲學模擬能解決流體引發的噪音嗎?

可以。這屬於多物理場耦合範疇。SIMULIA 能將 CFD(計算流體力學)計算出的壓力波動作為聲學求解器的負載,分析如空調出風口或車輛後照鏡所產生的氣動噪音。