Simulation der Schallausbreitung in der Akustik
Im Seminar lernen Sie Simulationsaufgaben zur Raumakustik, Absorption, Durchschallung, Schallabstrahlung und Fluid-Struktur-Interaktion zu lösen. Diese Schulung wird als 3-tägiges Seminar angeboten oder alternativ als eLearning-Kurs mit freier Zeiteinteilung.
Dauer
3 Tage
Voraussetzungen
Grundwissen in Ansys Mechanical
Verwendete Software
Ansys Mechanical
- Akustische Aufgaben aus der Ingenieurpraxis mittels FEM simulieren
- Schallausbreitung und Schallabstrahlung schwingender Bauteile ermitteln
- Einflussparameter zur Reduktion der Schallabstrahlung kennenlernen
- Konstruktive Maßnahmen zur Lärmreduktion in Konzeptphase simulieren
Beschreibung
In dieser Schulung erwerben Sie praktische Fähigkeiten, um akustische Aufgaben aus der Ingenieurpraxis mittels FEM zu simulieren. Sie simulieren mit Ansys Mechanical nicht nur die strukturmechanische Schwingung von Aggregaten, sondern insbesondere deren Schallabstrahlung.
Nach einer kurzen Einführung in die physikalischen Grundlagen der technischen Akustik erlernen Sie die wichtigsten Aspekte der Modellbildung und der Lösungseinstellungen anhand klassischer Aufgaben aus der Raumakustik mit schallharten bzw. absorbierenden Begrenzungen. Häufig stellen technische Anlagen störende Lärmquellen dar. Das Seminar vermittelt Ihnen alle Grundlagen, um die Geräuschentstehung und die Schallabstrahlung Ihrer Aggregate, Maschinen und Anlagen besser verstehen zu können. Sie leiten konstruktive Maßnahmen ab, mit denen Sie gesetzliche Vorschriften und Grenzwerte zum Lärmschutz einhalten bzw. Ihre Kunden mit leiseren Produkten begeistern können. Die Simulation von Fluid-Struktur-Interaktion (FSI), um etwa die hydrodynamische Zusatzmasse von mitschwingendem Wasser mittels der Ansys Mechanical Akustikelemente mit hoher Genauigkeit abzubilden, runden das Seminar ab.
Das Seminar richtet sich an Projektverantwortliche, Berechnungsingenieure und Konstrukteure, die vibroakustische Fragestellungen aus der Produktentwicklung bereits in einer frühen Phase besser verstehen möchten, um so fundierte Lösungskonzepte zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften abzuleiten.
Verschaffen Sie sich einen ersten Eindruck und testen Sie das erste eLearning Modul dieser Schulung ganz unverbindlich. Keine Kosten, keine Kündigungsfrist.
Detaillierte Agenda für diese 3-tägige Schulung
Tag 1
01 Physikalische Grundlagen der technischen Akustik
- Eigenschaften von Schallwellen
- Schallfeldgrößen: Schalldruck, Schnelle, Schallleistung
- Überlagerung von Quellen
- Abgrenzung von Luftschall und Körperschall
- Hörbeispiele
02 Tieffrequente Raumakustik
- Grundgleichung der linearen Akustik
- Modellbildung, Elementauswahl und Vernetzung
- Akustische Randbedingungen und Lasten
- Akustische Materialparameter
- Auswertung von Schallfeldgrößen
- Übung: Berechnung von Hohlraumresonanzen
- Übung: Berechnung von Frequenzgängen an Mikrofonpunkten
- Übung: Einbringen einfacher Absorptionseigenschaften
03 Hochfrequente Raumakustik
- Abgrenzung zur modalen Akustik
- Eigenschaften eines diffusen Schallfeldes
- Definition der Nachhallzeit
- Demo: Berechnung des diffusen Schallfeldes in einem Raum
04 Messung und Simulation poröser, schallabsorbierender Medien
- Modellierung poröser, schallführender Medien
- Frequenzabhängige Materialparameter
- Messung von Absorptionseigenschaften
- Absorptionskoeffizient bei senkrechtem bzw. diffusem Schalleinfall
- Übung: Bestimmung des Absorptionsgrades im Kundt‘schen Rohr
Tag 2
05 Maschinenakustik und Körperschall
- Eigenschaften von Wellen in Festkörpern
- Maschinenakustische Grundgleichung
- Körperschall als schnelles Bewertungskriterium
- Übung: Schwingungsanalyse einer Platte
- Übertragungsfunktion – geschickter Umgang mit Lastvarianten
06 Vom reflexionsarmen Raum zum Freifeld
- Was ist ein akustisches Freifeld?
- Abbildung in Ansys: Absorbing Elements und Perfectly Matched Layers
- Best Practice für Modellaufbau und Vernetzung
- Einsatz von analytischen Quellen: Monopol, Dipol
- Analyseeinstellungen und Solverauswahl
- HPC: effizienter Umgang mit großen Modellen
- Elegantes akustisches Postprocessing: Freifeldmikrofone außerhalb des FE-Netzes
- Übung: Schallabstrahlung einer Kugelkappe (~Lautsprecher)
07 Körperschall, Luftschall und Abstrahlgrad
- Übung: Schallabstrahlung eines vibrierenden Eisenbahnrades
- Ineffiziente und effiziente Schallstrahler
- Koinzidenzfrequenz und Abstrahlgrad
- Übung: Vergleich von Körperschall- und Luftschallleistung einer schwingenden Platte
- Exemplarische Schallabstrahlung einer Pumpe
08 Berechnung akustischer Wellenleiter
- Was versteht man unter einem akustischen Wellenleiter?
- Welche Zusatzfunktionen bietet Ansys dazu an?
- Bestimmung akustischer Leistungen
- Effiziente Modellierung von Lochblechen
- Einfluss von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit auf die Schallausbreitung
- Beschreibung thermo-viskoser Verluste in dünnen Spalten und Rohren
- Übung: Berechnung eines Abgasschalldämpfers
- Demo: Berechnung eines thermo-viskosen Resonators
Tag 3
09 FSI-Simulation schwerer, eingeschlossener Fluide
- Energiebetrachtung bei gekoppelten Analysen
- Berücksichtigung freier Oberflächen und (lineares) Schwappen
- Übung: Gekoppelte Modalanalyse eines fluidgefüllten Tanks
- Übung: Gekoppelte Frequenzganganalyse eines fluidgefüllten Tanks
10 FSI-Simulation getauchter Strukturen
- Gekoppelte Gleichungen der Fluid-Struktur-Interaktion (FSI)
- Starke Kopplung bei schweren Fluiden und/oder leichten Strukturen
- Best-Practice-Modellierung für FSI mit Ansys Mechanical
- Übung: Gekoppelte Modalanalyse eines Schiffes
11 Akustiksimulation im Zeitbereich
- Wahl von Elementgröße und Zeitschritt
- Physikalische und numerische Dispersion
- Abschätzung des Rechenaufwandes
- Geeignete Modelle und Aufgaben
- Simulation "hörbar" machen: Reauralisierung von Schalldruckergebnissen
- Demo: Transiente Berechnung einer Stimmgabel
- Übung: Simulation eines Abstandsensors
12 Akustische Anregung von Strukturen
- Einführung in die Aeroakustik
- Konstruktionsrichtlinien für lärmarme Maschinen
- Grundidee des automatisierten Vergleichs zwischen Simulation und Messung
- Übung: Akustische Zerstörung eines Weinglases
- Schalltransmission: Transmissionsgrad und Schalldämmmaß
- Übung: Simulation des Schalldämmmaßes an einem Fensterprüfstand
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Jeder eLearning-Tag besteht aus vier Modulen. Idealerweise planen Sie je Modul zwischen 90 und 120 Minuten ungestörte Lernzeit ein. In diesem Zeitfenster eignen Sie sich das Wissen eines Moduls an und festigen es nachhaltig mit Quizfragen sowie Ansys Übungen. Durch die Unterteilung in Mikro-Lerneinheiten können Sie aber auch kürzere Zeitfenster, zum Beispiel beim Pendeln, optimal nutzen.
Voraussetzung für die Nutzung der eLearning-Kurse ist die Nutzung eines personengebundenen Zugangs zur CADFEM Lernplattform. Beim Kauf eines eLearning-Kurses beträgt der Zugang zur Lernplattform 365 Tage. Als User einer Flatrate startet und endet der Zugang zur Lernplattform mit dem Start und Ende der Flatrate. Mit dem Start eines weiteren Lernproduktes (Flatrate, Seminar, eLearning) verlängert sich derZugriff auf Ihre Inhalte um 365 Tage.
