2024年5月31日发(作者：)

计算声学软件概述

计算声学（CA）是CAE的重要一支，主要用于研究声环境与声疲劳等

噪声问题。根据不同的分类方式，噪声可分为振动噪声与气动/流动噪

声，或者中低频噪声 与高频噪声。对应的研究方法主要有边界元法、

有限元法、统计能量法。随着学术进步与硬件性能提升，有限元法取代

边界元法的趋势日趋明朗。

主流声学软件中，Virtual. Lab Acoustic（原Sysnoise）以边界元为

主，近年追加了振动噪声的有限元解算器；Actran以有限元/无限元为基

础，提供振动/气动噪声的综 合方案，对于气动/流动噪声、声振耦合、

隔声降噪与声疲劳等问题独擅胜场；VA-One以统计能量法为基础，适

用于系统级高频振动噪声问题。

除Actran等声环境与声疲劳分析软件之外，众多专用软件也异彩纷呈，

诸如建筑声学与电声分析软件EASE、环境噪声分析软件Cadna/A等，均

各显 其能。EASE适用于大尺度建筑物内部声场分布计算以及音响设备

电声品质的预测；Cadna/A适用于城市或区域环境噪声的预测、评估和

控制方案设计。

现在的噪声分析软件主要有Vone（高频）、Sysnoise和ACTRAN等。

ACTRAN可以处理的问题包括：声波的辐射、散射、封闭和开放声场、

声波在管道中的传播、对流效应、声振耦合、精确模拟阻尼等。

ACTRAN简单易用，与CAE软件的集成方便快捷，历经工程验证，具有

出色的鲁棒性和求解效率。

无缝集成 英文名称：seamless integration 定义：一种无须数据格式转

换，直接访问来自多种不同数据源数据格式的高级数据集成技术。

ACTRAN可以与I-DEAS Master Series、和Hypermesh等主流

有限元前后处理软件无缝集成，并成为这些软件操作界面中的一个功能

菜单，用户完全可以在熟悉的软件界面下操作ACTRAN，进行噪声分

析，而不必担心需要重新熟悉一个全新的软件界面。

ACTRAN与MSC NASTRAN的耦合：对于装饰件建模和要求苛刻的振动

声学应用，为什么不把世界上两个最好的方法结合在一起呢？用

n建立结构体模型，用ACTRAN/VA捕捉装饰件的声学和动

力学特性。ACTRAN/VA能够真正将它的模型与NASTRAN的超单元结

合起来，同时支持结构的模态描述。

声音传播：ACTRAN包含了预测声音在管道中传播的以下特有功能：在

非均质背景流动下的对流传播、管道模态方式的激励（平面波和高阶模

态）、传递矩阵和传输损失的计算。这些特有功能使ACTRAN非常适合

于研究排气部件、进气歧管及柔性软管。

装饰件噪声优化软件 — ACTRAN/TRIM：在ACTRAN软件家族中，

ACTRAN/TRIM 是专门用来高效率分析大量装饰件布置优化的噪声分析

工具。他可以在现有结构模态模型的基础上增加装饰件的ACTRAN模

型，可以应用于汽车乘客舱、飞机客舱以及船舱的装饰降噪优化设计。

例如对于汽车工业来说，可以迅速将白车身模型转化为包含装饰件的声

学模型，进行装饰件的多方案优化设计。

高频噪声模拟软件 — ACTRAN/HF

ACTRAN/HF是一个用于大规模振动声学有限元模型的能量后处理工具

集。利用由n所产生结构模态模型和空腔模型，ACTRAN/HF

能够产生合成能量输出，包括注入能、势能、动能、耗散能和模态密度

等。

经过优化的ACTRAN/HF可以处理非常大的振动声学模型，可以处理高

达几百万个自由度的中高频问题。

5. 旋转机械流动噪声模拟软件 — ACTRAN/TM

ACTRAN/TM包含了分析旋转机械气动噪声需要的所有特征。激励被定

义为与圆形、环形和矩形管道相关的模态，它的幅值根据商用CFD计算

软件或ACTRAN/TM的CFD计算结果导出。ACTRAN/TM假定一个可压

缩的背景流动，对流和折射的效应也被精确地考虑在内。进口和出口管

道也可能安装了衬套，可以通过Myers边界条件将声衬阻抗的接触流动

效应全部包括在内；可以在ACTRAN/TM中以入射管道模态的定义声音

激励。

在航空工业，ACTRAN/TM被广泛用来优化机壳的声衬。ACTRAN/TM

的实际用途极为广泛，如直升机涡轮、空调系统风扇、冷却系统和推进

器系统噪声。

6. 流动噪声模拟软件 — ACTRAN/LA

ACTRAN/LA是最新加入ACTRAN声学、振动声学、流动声学软件系列

的。它建立在广受赞誉的旋转机械气动噪声预测软件ACTRAN/TM基础

上，ACTRAN/LA模拟由湍流产生的宽带噪声。