新闻资讯
仿真“听得见”：如何让工业降噪又提效
疾风掠过车窗缝隙发出尖锐的哨音，深夜空调的嗡鸣扰人清梦——这些生活中无处不在的噪声，本质上是流体、结构与声场相互作用的结果。
工业中的噪声还是生产效率与设计质量的隐性成本，以仿真为核心手段，实现噪声控制的前置化与高效化，正成为工业系统优化的重要路径。
传统声学仿真的“盲区”在哪里？
汽车高速行驶时产生的风噪，其成因包括气流在A柱、后视镜等部位产生湍流，进而引发压力脉动并作用于车身结构，最终通过车内空腔的共鸣被放大为可感知的噪声。与之类似还有工业设计中的设备振动、潜航器水动力声等，这些复杂噪声的本质是流体、结构与声场的耦合效应。
面对这样的复杂机制，传统声学仿真往往面临三重难题：多学科多物理场的耦合难度高，需同时考虑流体、结构与声场之间的动态交互，计算复杂度呈指数级上升；高频噪声难以捕捉，声源频段宽达20Hz至20kHz，传统网格方法难以在效率与精度间找到平衡；工程验证成本高昂，单次样车风洞测试成本超过80万元，且无法覆盖所有工况。
精准还原：高保真仿真模型如何构建？
十沣TF-Acoustics创新融合边界元（BEM）与有限元（FEM）两大核心算法，打造高效精准的声学仿真框架。
边界元法主要用于声场辐射分析，仅需对结构表面进行离散化处理，相较传统方法可减少约70%的内存使用，即便是百万自由度的模型也能在普通工作站顺畅运行；有限元法擅长处理结构振动与声腔耦合问题，采用自动完美匹配层求解声辐射，支持多种JCA、BIOT等刚性或柔性的多孔吸声材料模型，支持千万级自由度模型的高效求解。
TF-Acoustics采用MPI+OpenMP混合并行计算架构，结合有限元模态求解及边界元自适应交叉近似等快速算法，相较传统方法噪声仿真效率提升3倍。
在某电视机音响设计仿真场景中，工程师团队利用TF-Acoustics声固耦合有限元法仿真，建模模拟扬声器电磁、振动、声能的转换过程，计算出扬声器单体的声指向性曲线；利用TF-Acoustics声学有限元分析倒相箱等各式箱体的腔体共振、声辐射、声衍射行为；最后利用TF-Acoustics高效的声学边界元法分析组合音响在20米*20米大小的房间中声场1000Hz频率下的分布，仿真墙壁的声反射、地毯的吸声、声音在房间的混响等。
TF-Acoustics的快速求解算法与高效并行能力使得工程师团队可在普通PC机内完成上述全套流程的音响仿真，为产品设计优化保驾护航。
从智能工厂到前沿探索：声学仿真拓展应用边界
TF-Acoustics构建了从齿轮箱振动到厂房声场传播的全链条模型，在与广数合作的智能制造合作中，TF-Acoustics成功预测数控机群运行时的声压分布，仿真误差控制在2.3分贝内，优化隔音墙布局显著改善工人耳部噪声环境，系统还集成听觉感知模型，定向优化800至2000Hz刺耳频段，提升听感舒适度。
在某水泵厂项目中，TF-Acoustics揭示离心泵啸叫噪声源于蜗壳压力脉动与结构共振，通过流道优化降低泵体噪声，节省运维成本。此外，TF-Acoustics也在探索更多前沿方向，如高频噪声仿真的射线法技术，借助GPU加速，计算效率提升5倍；集成生成式AI模型，可自动生成声学包设计，将开发周期由三个月缩短至一周。
“过去我们依赖进口软件，但国外工具无法适配中国本地的工业场景。”十沣声学软件开发负责人周洪伟指出，“TF-Acoustics不仅实现了全链路国产化，更通过快速算法、并行异构计算领域的创新，使中小企业用普通电脑也能完成千万级自由度仿真，实现工业软件技术平权。”
最新资讯
