In den vergangenen Jahren wurde die statistische Energieanalyse (SEA) vermehrt von Fahrzeugherstellern und -zulieferern eingesetzt, um den Luftschall in Straßenfahrzeugen zu analysieren. Es fehlt jedoch an einer durchweg anerkannten Methode, Luftschallanregungen in diesen Modellen adäquat zu berücksichtigen. Im Rahmen eines gemeinsamen Projekts von Rieter Automotive und Volkswagen wurde ein Hybridverfahren zur Auswertung derartiger Anregungen genutzt und validiert. Dieses Verfahren kombiniert die gewöhnliche Finite-Elemente-Methode (FEM) mit der jüngst entwickelten energetischen Randelemente-Methode (Energy Boundary Element Analysis, EBEA). Die Gleichungen der EBEA bestehen grundsätzlich aus einer energetischen Neuformulierung der klassischen Boundary Element Analysis oder Method (BEM)-Gleichungen. Für die Bestimmung der Luftschallanregungen als Eingabegröße für ein SEA-Modell wird in diesem Beitrag eine Kombination aus herkömmlichen finiten Elementen (FE, für den mittleren bis unteren Frequenzbereich) und EBEA-Elementen (für den oberen Frequenzbereich) verwendet. Die Nutzung des deterministischen FEM-Simulationsverfahrens für den mittleren bis unteren Frequenzbereich ergibt sich daraus, dass EBEA im Wesentlichen für den oberen Frequenzbereich geeignet ist. Eine der zentralen Annahmen der EBEA ist, dass die (mittleren) Schallfeldgrößen auf den verschiedenen Flächenelementen eines diskretisierten Oberflächenmodells zueinander unkorreliert sind. Es lässt sich intuitiv erkennen, dass diese Annahme mit steigender Frequenz (und somit kürzerer Wellenlänge) mehr und mehr bestätigt wird. Unter den vielen Möglichkeiten wurde die gewöhnliche FEM gegenüber der BEM und der Infinite-Elemente-Methode für den mittleren bis unteren Frequenzbereich aus Gründen der höheren Recheneffizienz und der einfacheren Modellvorbereitung bevorzugt. Die Validierung zeigt, dass die Kombination aus Standard-FEM- und speziellen EBEA-Berechnungen es ermöglicht, Luftschallanregungen für die weitere Verwendung in der statistischen Energieanalyse (SEA) mit akzeptabler Genauigkeit vorherzusagen. Die Ergebnisse des auf simulierten Anregungen basierten SEA-Modells liegen im direkten Vergleich sehr nahe an jenen eines SEA-Modells mit gemessenen Anregungen.
SEA-Modellierung zur Schallpaketentwicklung unter Einbeziehung simulierter Luftschallanregung
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 110 , 12 ; 1116-1120
2008
5 Seiten, 4 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
SEA Modellierung zur Schallpaketentwicklung unter Einbeziehung simulierter Luftschallanregung
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