Actran 2020: innovare con la simulazione acustica

Free Field Technologies, azienda della divisione Manufacturing Intelligence di Hexagon, ha annunciato oggi 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.

Il rumore è difficile da modellare

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. 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.

Pressioni per ridurre il rumore delle auto

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. 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.

Il rumore nei veicoli elettrici

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.