Rayon简介

pengweicai

Rayon简介

Rayon是致力于频域内线性振动噪声分析的综合性模块。这个软件是专门用来分析三维复杂结构在机械和声学载荷下的振动噪声特性的，能够解决耦合和非耦合的问题。它包含了一整套集成的强大的计算结构声学技术，包括：广义边界元法（Generalized BEM）；有限元法（FEM）和无限元法（IFEM）。其中，边界元法可以解决内声场和外声场的问题；有限元法可以解决内声场的问题。此外，Rayon还提供BEM-FEM混合方法作为补充。IFEM求解器融合了AT&T和Bell实验室的无限单元库，用有限元和无限元来解决内-外声场的问题。此外，Rayon求解器还允许用户将以上的三种技术相结合，来找到针对工程实际问题的最合适的方法。这样将各种技术结合的方法也同时让用户获得最多的关于结构振动噪声方面的信息：空腔模态参数、流固耦合响应、向外部流体的声波辐射等物理量。
边界元模块 - BEM
        避免体积分网– 只用边界元划分流体边界
        用于求解内场、外场或内外混合声振问题
有限元模块– FEM
        需要体积和表面网格
        用于内部声振问题
无限元模块– IEM
        基于由 AT&T Bell Labs 开发的IEM 库
        完整的 FEM 求解外部声振问题
        可作为另外一种 BEM 方法
        用于外场问题
P富弹性模块 – PEM
        基于混合的修正 Biot 方程
        完整的FEM 模拟吸音富弹性部件中波的传播
        用于外部声振问题
逆边界元模块– IBEM
        基于混合分析－测试 (HAT) 方法，组合了近场麦克测量与稳健的反转
        完整的 BEM描述辐射声源
        用于外部声振问题
混合模块 – FEM/IEM 或 BEM/FEM 或FEM/PEM
        利用适当模块模拟波在不同物理特性的多个区域中的传播。用于混合内外场声振问题

建模功能
 几何对称平面
 声学无限平面诸如刚性隔板和自由表面
 不同的声学属性包括局部吸收材料和多孔弹性材料，流体及传输孔
 声学体和表面载荷：单极，平面波，扩散声场，指定边界条件等等。
 机械载荷
 所有载荷集是确定的或随机的
分析输出：
依赖于分析的类型不同，RAYON提供很广泛的结果：
 声压、声速和声强
 声能和功率
 声和弹性－声学正则模态和频率
 结构加速度和位移
 结构能量：变形，动能，阻尼
 传输损失（TL）因子
 噪声缩减(NR)因子
 更多诸如协调及模态参与因子等等。

RAYON提供具有空前优秀能力的低频振动噪声问题虚拟解决方案。在过去的15年的工程应用里，RAYON逐渐成熟，并得到长足的发展。 RAYON新的模块能够快速高效的处理复杂的系统，能够有效地缩短设计周期。它和AutoSEA2组成ESI最优秀的宽频振动噪声解决方案。RAYON可以准确地预测飞机、汽车、火车在发动机、轮胎、消声器和涡轮的影响下的噪声水平。RAYON能准确地计算声腔和结构的耦合，能够准确预测器材在强烈噪声激励下的振动响应。
汽车组建
1、 设计特殊组件的声学分析软件包，能得到准确的在运行环境下的振动效应和系统性能。
2、 噪声属性是由复杂的机械结构引起，如发动机、消声器、轮胎等
3、 预测远场辐射和模拟不同噪声源对内环境的影响的贡献。
交通工具内部的声学分析
1、 优化噪声环境，使交通工具更舒适、更轻便、更廉价。
2、 优化汽车、火车、飞机由轮子振动、铁轨振动和气动噪声引起的内部噪声环境和外部噪声环境。
3、 减少由飞机发动机引起的室内和环境噪声
日常消费品
　　设计优质的产品，以减少噪音水平。例如扩音器、电话、计算机、洗衣机、空调、割草机、鼓风机等等。
航空宇航和造船
1、 模拟分析火箭发射时的噪声水平
2、 预测散布式声场对结构的有效振动载荷
3、 评估舰艇或潜艇的水下声辐射
输入几何模型
　　RAYON的模型包括单独的结构和声学网格。在普通的面上,结构和噪声网格可以有不同的网格密度，而结构的模态是和结构网格相关联的。
定义声学模型
　　声场是由有限元体单元和边界元定义的。每一个声场都通过一种数据格式被定义流体属性。可选择的边界条件，比如：障碍、反射板、声孔等。最后定义结构和声场的耦合。
设计声学包模型
　　声学包被用来定义不同水平的细节，从简单的吸收系数到复杂参数的三维多层多空弹性介质单元。RAYON提供一个标准的材料库，很多常用的材料包含其中。
　　RAYON求解器结合了基于变分原理的边界元方法（BEM）与有限元方法（FEM）耦合的艺术级的数值分析技术。
　　求解的问题包含包括在特定或随机的机械或噪声载荷下，常规三维结构和一个或多个流体耦合问题。
定义求解设置
　　通过定义求解设置，如：结构力、声源、分布场、平面波、边界条件、感应发现点、频率响应点等，来进行振动噪声评估。另外，RAYON的参数设置可以有效地防止模型信息和结果的误删除。
后处理结果
　　RAYON的有限元分析求解器，提供丰富多采的结果显示。在边界元分析中，最初的参数数值要被设定，如压力和速度，或通过边界时压力和速度的界越等。在用户后处理界面中的结果，可以得到广泛的各种类型的振动噪声响应，如：压力、表面速度，传递损失，辐射效率等。
　　RAYON提供灵活的结果显示形式，如X-Y曲线、云图、范围平均值、倍频选择等等。
特定的泡沫声学参数
　　泡沫声学参数，通过Foam-X的阻抗管测量法得到。Foam-X是专门的数据采集和处理软件。这些参数和RAYON PEM的数据结口完全匹配。
评估耦合响应
　　振动噪声耦合响应可以通过用户界面或批处理交互执行。采取预计算，RAYON可以执行模型检查来减少模型中的错误和矛盾的定义。检查后，就可以计算，RAYON启动求解器，求解某频率下的耦合响应。
求解声学模态
　　RAYON提供多特征值求解器，来计算声学模态。通过模态分析，可以全面评估振动噪声的响应。
高效的问题求解模块技术
RAYON的技术以模块的形式提供。包含有限单元模拟（FEM）和边界单元模拟（BEM）技术。这些模块相互补充和影响，为实际问题建模求解提供了广阔的空间。
求解声学模态
　　RAYON提供多特征值求解器，来计算声学模态。通过模态分析，可以全面评估振动噪声的响应。
高效的问题求解模块技术
　　RAYON的技术以模块的形式提供。包含有限单元模拟（FEM）和边界单元模拟（BEM）技术。这些模块相互补充和影响，为实际问题建模求解提供了广阔的空间。
有限单元模拟－FEM
1. 计算具有刚性或者柔性边界的封闭腔体的声学模态。
2. 预测由局部声源，结构激励或者声腔边界面外侧的噪声（结合边界元模块）引起的声压级。
　　有限单元模型需要用3D单元进行腔体的网格划分。最后得到矩阵与结构模型相比有附加自由度，但是组成了稀疏方程系统。这种方法特别适合小体积问题，比如汽车的乘客车厢。
反向的边界单元法－IBEM
1. 通过一组与场密切相关的度量方法，得到复杂振动结构的声辐射特性。
2. 由此计算结果，在其描述的空间得到一个足够精确的等效声源作为模型的正确输入，用边界单元方法（BEM）预测内外噪声。
　　这种方法很适合用来模拟类似内燃机，发动机和消声器等声源。
边界单元模拟－BEM
1. 计算声学腔体内部或者由结构振动辐射出去的声压级。
2. 模拟结构面板的声学激励。
　　这种方法不需要用声学的3D单元，只有作为辐射和被声激振的面被划分网格。这样就会生成规模很小但是完全的方程系统。可以考虑多种流体，声学和结构载荷（确定的获这自然随机的）。这种方法适合与外辐射模拟和大体积的声压级模拟，比如火箭的有效载荷舱和飞机。
多孔弹性材料－PEM
　　设计和优化复合声学包和修正好的系统的质量和厚度，包括泡沫和纤维材料的质量和刚度层。
　　基于目前最先进的理论，多孔弹性材料（PEM）技术适合不同的边界面（粘合，滑动等等），并且可以作为3D有限单元使用。由于与PEM相关的综合代数系统大小没有增加，就可以只占用一小部分额外的计算资源，和RAYON的FEM模块无缝集成。这个技术很适合组件的研究，比如汽车底座和撞击系统，不过也能用于完全整理好的汽车模型。

应用领域
汽车：汽车的隔音设计（部件或整车）；汽车传动系如发动机、排气消音器等设计；轮胎噪声。

航空：机舱内部噪声以及由发动机和湍流引起的环境噪声。

航天：预测火箭发射时有效载荷所处的声学环境和所引起的有效载荷的振动。

其它：轨道车辆内部噪声和环境噪声；消费品如空调系统、音响设备、吹风机、喇叭扩音器、手机降噪设计；建筑和土木工程如通过窗户、墙壁和栅栏传递的噪声；高速路的声辐射；音乐厅和观众席设计。

[ 本帖最后由 pengweicai 于 2006-11-21 18:53 编辑 ]

pengweicai

很抱歉，暂时没有啊！
这方面平时关注的比较少，我现在主要是研究中频。

lyxh

原帖由 pengweicai 于 2006-11-21 18:59 发表
很抱歉，暂时没有啊！
这方面平时关注的比较少，我现在主要是研究中频。

你好，我也正好在研究中频问题，可以一起交流吗？

lyxh

据说，sysnoise和rayon起源于同一软件。

chuxuezhe

楼上挺哪位说的？中频问题有作头啊，现在有很多理论，但是都不是很有说服力，只在某些方面应用是可以的，不能象有限元可以解决低频，统计能量解决高频，也可能中频问题需要具体问题具体分析，如果有统一方法那实在是太好了，希望楼上研究中频问题的哥们能做出成果出来

lyxh

简单列举一下目前常用的中频分析方法：
hybrid fea/sea (Langley et al) ---> resound ---> PAM VA One
hybrid fea/efea (Vlahopolous)
fuzzy structure theory (soize)
fuzzy finite element