面臨的挑戰：

雷諾汽(qi)車公(gong)司(si)如何在初(chu)期(qi)階段通(tong)過仿真手段達(da)到降低汽(qi)車通(tong)過噪音的水平。

來(lai)自海克斯康的解決方案：

產品、解決(jue)方(fang)案名稱：MSC Actran模型軟件
實現效果：在汽車(che)研(yan)發的初期(qi)階段(duan)通(tong)過仿真(zhen)優(you)化車(che)輛(liang)的設(she)計，能將吸(xi)音材料準(zhun)確放置在所(suo)需之處。

近年(nian)來，降低(di)(di)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)噪(zao)(zao)音(yin)、提(ti)升汽車舒(shu)適性已經(jing)成為(wei)全球性倡(chang)議。工(gong)程師不僅要(yao)滿足苛刻的(de)(de)政府(fu)規定(ding)，還要(yao)改(gai)善乘(cheng)客體驗。其中(zhong)一項要(yao)求(qiu)就(jiu)涉及到通(tong)(tong)(tong)常被稱(cheng)為(wei)通(tong)(tong)(tong)過噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)的(de)(de)測量過程。近來，通(tong)(tong)(tong)過噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)的(de)(de)最大允(yun)許聲(sheng)(sheng)級(ji)一直在降低(di)(di)，這(zhe)意味著商用車的(de)(de)設(she)計出(chu)現(xian)了新的(de)(de)約束條件(jian)。降低(di)(di)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)排放的(de)(de)對(dui)策(ce)包括(kuo)對(dui)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)產生機制進(jin)行干預(yu)(yu)、控制噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)傳播，從而(er)降低(di)(di)各(ge)聲(sheng)(sheng)源(yuan)對(dui)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)的(de)(de)貢獻。添加吸音(yin)材料或者(zhe)改(gai)變車輛(liang)部件(jian)的(de)(de)幾何形狀(zhuang)也(ye)是工(gong)程師們正在研究的(de)(de)解決這(zhe)一問題的(de)(de)突破(po)口(kou)。雷(lei)(lei)諾(nuo)公(gong)司(si)由于(yu)擁有各(ge)式各(ge)樣的(de)(de)車型，因(yin)此其團隊必須根(gen)據未來的(de)(de)約束條件(jian)對(dui)通(tong)(tong)(tong)過噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)規定(ding)及設(she)計車輛(liang)的(de)(de)發展變化作出(chu)預(yu)(yu)測。 雷(lei)(lei)諾(nuo)公(gong)司(si)決定(ding)增強其聲(sheng)(sheng)學(xue)仿(fang)真能(neng)力，采用 MSC 軟件(jian)公(gong)司(si)旗(qi)下 FFT 的(de)(de)產品 Actran 對(dui)外(wai)部聲(sheng)(sheng)波(bo)傳播進(jin)行建模。借助(zhu)Actran，雷(lei)(lei)諾(nuo)公(gong)司(si)能(neng)夠在設(she)計階段(duan)初(chu)期考慮車輛(liang)聲(sheng)(sheng)學(xue)性能(neng)，從而(er)改(gai)進(jin)設(she)計并降低(di)(di)開(kai)發成本。

挑(tiao)戰(zhan)
與汽車(che)行(xing)業的許多(duo)專業人士一樣， Philippe Mordillat 和 Cécile Dutrion 深知任何 NVH 團隊所(suo)面臨的挑(tiao)戰(zhan)。雷諾汽車(che)理論方法(fa)開(kai)發部的 NVH CAE 專家 Philippe Mordillat 表(biao)示：“排放水(shui)平(ping)已(yi)經發生變化，同時改變的還有為(wei)滿足規定需要采取的方法(fa)。我們要達到的噪聲水(shui)平(ping)越來越嚴格。到 2020 年(nian)，將會初步降低(di)噪聲水(shui)平(ping)；到 2024 年(nian)，還要進(jin)一步降低(di)！”
要想確保車輛能(neng)夠符(fu)合這(zhe)些規定，就得(de) 盡 早(zao) 在 開(kai) 發 過(guo) 程 中(zhong) 采(cai) 取 行動 。
Philippe 說：“我(wo)們需要在(zai)汽車(che)包(bao)裝物中留出(chu)一(yi)些空(kong)間(jian)，以保證(zheng)能在(zai)車(che)內(nei)安裝吸音材料(liao)。如果我(wo)們現(xian)在(zai)不預(yu)留出(chu)這些空(kong)間(jian)，將(jiang)來(lai)就不可能符合規定。”
有鑒(jian)于此， 已將(jiang)仿(fang)真確(que)定為 Philippe Mordillat 團隊所(suo)要研究的解(jie)決(jue)途徑。其目標(biao)是開發一種(zhong)用來仿(fang)真通過噪聲規(gui)定的 CAE 方法。Philippe 解(jie)釋(shi)道：“我(wo)(wo)們(men)希(xi)望(wang)找到一種(zhong)通用方法，能(neng)夠適(shi)用于任何類型的車輛。我(wo)(wo)們(men)需要掌握針對(dui)(dui)聲源以及從這(zhe)些聲源到規(gui)定麥克風的傳遞函數的預測方法。在著手對(dui)(dui)此類仿(fang)真進行研究時，我(wo)(wo)們(men)還(huan)需要一個基準(zhun)。經過評估后，我(wo)(wo)們(men)得出(chu)的結論是，Actran 具(ju)備了我(wo)(wo)們(men)在仿(fang)真中想要的所(suo)有功能(neng)。”

解決方案
即使 Philippe 在(zai)數值仿真(zhen)方面擁(yong)有(you) 20 年的(de)(de)(de)經驗，但考(kao)慮到該(gai)項目的(de)(de)(de)范(fan)圍極為宏大，他預(yu)計(ji)仍(reng)會(hui)有(you)一(yi)段艱難(nan)時期。他說：“我們(men)(men)曾經認為仿真(zhen)的(de)(de)(de)目標會(hui)受(shou)到計(ji)算模型空間域(yu)和頻(pin)率域(yu)分析(xi)上(shang)限的(de)(de)(de)限制。然而受(shou)益于 Actran 的(de)(de)(de)軟(ruan)件(jian)方法和高性能(neng)(neng)計(ji)算，我們(men)(men)最終(zhong)得以(yi)實(shi)現(xian)設(she)定的(de)(de)(de)分析(xi)目標。”他補(bu)充道：“我們(men)(men)后來(lai)發現(xian)這個軟(ruan)件(jian)還有(you)一(yi)個優點：能(neng)(neng)快速完成性能(neng)(neng)仿真(zhen)，因此我們(men)(men)可以(yi)增加(jia)新的(de)(de)(de)開發要求。”
關于 Actran 模型的(de)細節， Philippe Mordillat 團隊的(de) NVH 數(shu)值方(fang)法工程師Cécile Dutrion 解釋(shi)道：“我們正在考慮來自發動機、輪胎與路(lu)面接觸、排氣(qi)(qi)管線及進(jin)(jin)氣(qi)(qi)口的(de)噪聲源。我們計算了聲源與規定(ding)麥(mai)克風之間的(de)傳遞(di)(di)函(han)數(shu)，并(bing)依(yi)照其他計算值或(huo)者依(yi)照測(ce)量(liang)值對聲源進(jin)(jin)行評估。這樣我們就(jiu)可以靈活地嘗(chang)試不同聲源與聲學傳遞(di)(di)函(han)數(shu)的(de)組合(he)。”
該項目旨在為任意型號(hao)的車輛開發一(yi)種通(tong)用方法(fa)，并且(qie)能夠對各種車輛進(jin)行查驗(yan)。因此計算性能方面至關重要(yao)。Cécile 說：“具備(bei)頻率自(zi)適應(ying)自(zi)動網(wang)格(ge)劃(hua)分功能的外部聲學組件是(shi)一(yi)個非常有價值的功能。”
Philippe 補充道：“借助(zhu) Actran，我(wo)們(men)可以將考(kao)察發(fa)動機輻(fu)射噪(zao)聲的(de)(de)運(yun)行時間(jian)縮短 5-7 倍。最初我(wo)們(men)考(kao)慮的(de)(de)是(shi)計算到2000Hz，那時我(wo)們(men)認為 5000Hz 只能是(shi)一個夢想，但最終我(wo)們(men)夢想成(cheng)真。”

結(jie)果
在研(yan)究(jiu)通過噪聲(sheng)時，一定(ding)要確(que)(que)保數值仿(fang)真(zhen)的(de)(de)準確(que)(que)性(xing)。測(ce)(ce)試期間記錄到的(de)(de)絕對聲(sheng)級可確(que)(que)定(ding)車輛能(neng)否通過測(ce)(ce)試。Philippe解釋說：“在開(kai)展(zhan)驗證(zheng)工作(zuo)時，我們已經掌握了一些實物(wu)測(ce)(ce)試的(de)(de)測(ce)(ce)量結(jie)果。”
“在我(wo)(wo)們啟動這個項(xiang)目的(de)時(shi)候(hou)，一(yi)切還都遙不可及。我(wo)(wo)們不僅要(yao)分析結(jie) 果，還要(yao)用我(wo)(wo)們當時(shi)建立的(de)模型來弄(nong)清(qing)各種問(wen)題。如今(jin)我(wo)(wo)們對結(jie)果相當滿意。我(wo)(wo)們只用了很短的(de)時(shi)間就提(ti)高了準(zhun)確度。”
驗證階段(duan)成功(gong)之后(hou)，雷諾公司的工程師每天都在用這種方法來優化車輛(liang)的技術(shu)設計，以確保將吸音材料準確放(fang)置在所需之處。
Philippe 總結(jie)道：“與(yu)最初的(de)目(mu)標相比， 我們(men)(men)達到(dao)了好得多的(de)性(xing)能。我們(men)(men)對這一外部聲學問題所做的(de)研究(jiu)是從零(ling)開始(shi)的(de)， 但在短(duan)短(duan)幾年內就實(shi)現了項目(mu)目(mu)標，這讓我也感到(dao)非常吃驚。”

客戶簡介：

雷諾集團是一家總(zong)部設在法國的(de)(de)跨國公司(si)， 已(yi)有超過 115 年的(de)(de)歷史。雷諾公司(si)業務遍(bian)布 128 個國家，致力于(yu)設計、制造(zao)及銷售(shou)私人車輛和商用車輛。雷諾公司(si)在世界各地的(de)(de)員工超過 12 萬(wan)名，汽車是他們共同(tong)的(de)(de)精神寄(ji)托。

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