【案例分享】基于FastCAE-Acoustics软件对车门进行噪声预测

1 软件简介

FastCAE-Acoustics软件是一款功能强大的声振耦合分析软件，专注于解决复杂系统中的振动和噪声问题。该仿真软件融合了统计能量法与混合法等多种仿真方法，能够对中高频及高频段进行精确分析。软件在汽车NVH（噪声、振动与声振粗糙度）优化、飞机螺旋桨噪声分析、船舶舱室振动控制、声纳系统设计、核电站管道振动控制以及地铁车厢隔声设计等领域提供了有效的解决方案。其应用范围广泛，覆盖了汽车、航空航天、船舶、家电、建筑等多个工业领域。

本文以某车的车门为例，基于FastCAE-Acoustics软件对车门的噪声进行分析。

2 统计能法建模全流程

统计能量分析（SEA）适用于解决高频区内的复杂系统动力学问题，根据每个子系统带宽内模态数M多少，可以将研究对象的频率范围划分为低频区、中频区和高频区：

当M≤1时，定义为低频区

当1＜M＜5时，定义为中频区

当M≥5时，定义为高频区

软件支持的SEA建模方法包括：节点建模法，有限元模型建模法和几何模型建模法。这里主要讨论有限元模型建模法。

本文材料选用各向同性固体，密度设置为2700kg/m^3，弹模设置为71GPa，剪切模量设置为26.7GPa；板壳的物理属性选用均质板，其厚度设置为1mm；阻尼损耗因子设置为0.1；添加的空气噪声激励源声功率为1W。

2.1 导入网格文件

目前软件支持对MSC.Nastran BDF格式网格文件的导入。导入成功后，对模型可以进行平移、旋转及缩放等视图操作。

2.2 材料设置

根据模型零部件的材料类型选择合适的材料模块，软件支持流体、各向同性固体、粘弹性固体、纤维、发泡和FE线弹性材料定义。

创建材料有两种方式：

（1）点击菜单栏-【Materual】，然后点击创建材料的类型，直接弹出参数设置窗口，输入参数，点击“OK”，完成创建。

（2）点击界面左边的模型树-【Property】，选择创建材料类型，然后界面便会出现材料表单，选中某行数据右键创建，弹出参数设置窗口，输入参数，点击“OK”，完成创建。并且通过菜单栏新建的材料数据，也会存放在材料表单中统一管理。

软件已经默认存储了一些常用的材料类型和参数，方便用户使用。

2.3 物理属性设置

软件支持梁、均质板、自由阻尼板和加筋板物理属性定义。

创建物理属性有两种方式：

（1）点击菜单栏-【Property】，然后点击创建物理属性的类型，直接弹出参数设置窗口，输入参数，点击“OK”，完成创建。

（2）点击界面左边的模型树-【Property】，选择创建物理属性的类型，然后界面便会出现物理属性表单，选中某行数据右键创建，弹出参数设置窗口，输入参数，点击“OK”，完成创建。通过菜单栏新建的物理属性数据，也会存放在物理属性表单中统一管理，并且软件支持批量修改数据。

软件已经默认存储了一些常用的物理属性类型和参数，方便用户使用。

2.4 频谱设置

软件支持16种频谱数据定义。

创建频谱前，需要频程进行设置，点击菜单栏-【Solve_Result】-【Frequency Domain Options】，设置频域类型和起止频率。

创建频谱同样有两种方式：

（1）点击菜单栏-【Property】，然后点击创建频谱的类型，直接弹出参数设置窗口，输入参数，点击“OK”，完成创建。

（2）点击界面左边的模型树-【Property】，选择创建频谱的类型，然后界面便会出现频谱表单，选中某行数据右键创建，弹出参数设置窗口，输入参数，点击“OK”，完成创建。并且通过菜单栏新建的频谱数据，也会存放在频谱表单中统一管理。

软件已经默认存储了一些常用的频谱类型和参数，方便用户使用。

2.5 创建SEA子系统和连接

工程应用模型的子系统数量一般很庞大，完全依靠手动创建势必会很繁琐。为了便于用户高效进行模型构建，本软件特别提供了由网格自动创建SEA板壳、识别封闭空间自动创建声腔、自动建立SEA连接功能。

2.6 激励加载

软件支持力与力矩、功率、声约束、单极子和HAVC噪声等激励施加。点击菜单栏-【Load】,选择施加的激励类型，弹出拾取过滤器，设置拾取对象，然后拾取对象，点击“OK”，弹出参数设置窗口，设置参数完毕后，点击“OK”，完成创建。

2.7 求解与后处理

软件支持声压云图和振动速度云图显示，支持振动频谱、噪声频谱和半无限流体噪声曲线显示。

2.8 建模视频演示

建模视频演示