Actrán

ACTRAN (acrónimo de AC oustic TRAN smission , también conocido como Acoustic NASTRAN ) es un software de ingeniería asistida por computadora basado en elementos finitos que modela el comportamiento acústico de sistemas y piezas mecánicas. Actran está siendo desarrollado por Free Field Technologies, una empresa de software belga fundada en 1998 por Jean-Pierre Coyette y Jean-Louis Migeot. Free Field Technologies es una subsidiaria de propiedad absoluta de MSC Software Corporation desde 2011. ^[1] Free Field Technologies y MSC Software son parte de Hexagon AB desde 2017. ^[2]

Historia

El desarrollo de Actran comenzó en 1998 cuando Jean-Pierre Coyette, ahora profesor de la Escuela de Ingeniería de Lovaina – Université catholique de Louvain , y Jean-Louis Migeot, ahora profesor de la Université Libre de Bruxelles y expresidente de la Real Academia de Ciencias, Letras y Bellas Artes de Bélgica – Académie royale des sciences, des lettres et des beaux-arts de Belgique, cofundaron la empresa de software Free Field Technologies SA. La idea original era desarrollar una herramienta de simulación basada en elementos finitos para aplicaciones vibroacústicas capaces de superar las limitaciones del entonces dominante Método de Elementos de Contorno . El uso de elementos finitos permitió la simulación de fuentes de ruido complejas, la combinación de múltiples materiales en el mismo modelo y el manejo de modelos de varios millones de grados de libertad. La aplicación objetivo inicial fue la predicción de la transmisión acústica a través de particiones complejas (de ahí el nombre ACTRAN: ACoustic TRANsmission). Una característica central de Actran fue el uso de elementos infinitos (IE) como alternativa al BEM para modelar condiciones de contorno no reflectantes y calcular el campo lejano. Actran utiliza elementos infinitos conjugados, una extensión de la técnica de envolvente de onda. ^[3]^[4]^[5]^[6]^[7]^[8]

Los primeros desarrollos fueron financiados por un consorcio industrial y el primer lanzamiento comercial se puso a disposición del público en general en 2002, después de que finalizara el período de exclusividad de tres años otorgado a los miembros del consorcio. ^[9]

Módulos de software

Actran está escrito en los lenguajes Python y C++ y es compatible con los sistemas operativos Linux y Windows .

Actualmente, el software Actran está dividido y licenciado en diferentes módulos según la aplicación de destino y la física involucrada:

Actran Acoustics: módulo básico para análisis de radiación acústica y simulaciones vibroacústicas débilmente acopladas; las aplicaciones típicas son: radiación de ruido de los sistemas de propulsión, transmisión de ruido a través de silenciadores y silenciadores. ^[10]
Actran VibroAcoustics: módulo dedicado a simulaciones vibroacústicas fuertemente acopladas; las aplicaciones típicas son: transmisión de sonido a través de estructuras (paredes, ventanas, etc.), altavoces, acústica submarina ; ^[11]
Actran AeroAcoustics: módulo dedicado a la aeroacústica computacional; sus aplicaciones típicas son conductos de HVAC, ventiladores centrífugos y axiales, ruido de ventanas laterales. ^[12]
Actran para carrocerías recortadas: módulo dedicado al análisis de carrocerías recortadas; sus aplicaciones típicas son cabinas de automóviles y fuselajes de aeronaves; ^[13]
Actran SEA: módulo dedicado a los análisis SEA; las aplicaciones típicas son estudios de vehículos de transporte en frecuencias medias y altas; ^[14]
Actran TM: módulo dedicado al ruido de turbomáquinas; las aplicaciones típicas son las entradas de motores de turbofán; ^[15]^[16]^[17]^[18]
Actran DGM: módulo que resuelve las ecuaciones de Euler linealizadas. Este módulo es un solucionador explícito en el dominio del tiempo y el esquema numérico es el método de Galerkin discontinuo (DGM); las aplicaciones típicas son los conductos de escape de derivación de motores de turbofán y los conductos de escape de turbinas. ^[19]^[20]
Actran VI: interfaz de usuario común para todos los módulos. Se utiliza para preprocesar los módulos de Actran, incluida la generación y modificación de mallas acústicas, y para posprocesar los resultados.
Actran Student Edition: software de lanzamiento limitado disponible gratuitamente para estudiantes. ^[21]

Interoperabilidad de software

Actran está integrado con MSC Nastran para realizar simulaciones vibroacústicas. Se puede traducir un modelo de MSC Nastran a un archivo de entrada de Actran o se utilizan modos estructurales como parte de un análisis de Actran. Los modos estructurales también se pueden calcular con otro software de terceros. ^[22]

Actran está acoplado con otros solucionadores de dominio de tiempo de MSC Software :

MSC Adams para estudios de mecanismos móviles y ruido de impacto; ^[23]
Dytran y MSC Nastran SOL700 para análisis de ruido de chapoteo; ^[24]
MSC Marc para el análisis de la radiación acústica de objetos sometidos a grandes deformaciones y tensiones.

Véase también

Referencias

^ "MSC adquiere FFT y Actran". 6 de septiembre de 2011.
^ "Hexagon AB se dispone a adquirir MSC Software".
^ Astley, RJ, Macaulay, GJ y Coyette, JP (1994). Elementos de envolvente de onda mapeados para radiación y dispersión acústica. Journal of Sound and Vibration, 170(1), 97-118.
^ Astley, RJ, Macaulay, GJ, Coyette, JP y Cremers, L. (1998). Elementos de envolvente de onda tridimensionales de orden variable para radiación acústica y dispersión. Parte I. Formulación en el dominio de la frecuencia. The Journal of the Acoustical Society of America, 103(1), 49-63.
^ Astley, RJ, Coyette, JP (2001). El rendimiento de elementos infinitos esferoidales. Int. J. Numer. Methods Engrg. 52 (12) 1379–1396.
^ Astley, RJ y Coyette, JP (2001). Condicionamiento de esquemas de elementos infinitos para problemas de ondas. Communications in Numerical Methods in Engineering, 17(1), 31-41.
^ Coyette, JP y Van den Nieuwenhof, B. (2000). Un método de elementos infinitos conjugados para problemas acústicos de semiespacio. The Journal of the Acoustical Society of America, 108(4), 1464-1473.
^ Van den Nieuwenhof, B., y Coyette, JP (2001). Tratamiento de las condiciones de contorno de admitancia dependientes de la frecuencia en modelos acústicos transitorios de elementos finitos/infinitos. The Journal of the Acoustical Society of America, 110(4), 1743-1751.
^ "Boletín de Acústica Septiembre-Octubre 2017" (PDF) . ioa.org .
^ Zhou, Z., y Copiello, D. (2013). Simulación del ruido de la línea de escape mediante FEM y TMM. Sound & Vibration, 11.
^ Caro, S., Ploumhans, P., Brotz, F., Schrumpf, M., Mendonca, F., y Read, A. (2005). Simulación aeroacústica del ruido radiado por un resonador de Helmholtz colocado en un conducto. Artículo de la AIAA, 3067.
^ Cabrol, M., Detandt, Y., Hartmann, M. y Mutzke, A. (junio de 2012). Una comparación entre los efectos de las fluctuaciones de la presión acústica y turbulenta en las paredes del interior de un automóvil. En la 18.ª Conferencia Aeroacústica AIAA/CEAS (pp. 2012-2202).
^ d'Udekem, D., Saitoh, M., Van den Nieuwenhof, B., y Yamamoto, T. (2011). Predicción numérica de la transmisión del ruido de escape al interior de un vehículo equipado mediante el método de elementos finitos/infinitos (n.º 2011-01-1710). Documento técnico de la SAE.
^ Brandstetter, M., Dutrion, C., Antoniadis, PD, Mordillat, P. y Van den Nieuwenhof, B. (2018). Modelado SEA y análisis de la ruta de transferencia de un modelo de elementos finitos de SUV del segmento B de RENAULT. Coloquio de acústica de Aquisgrán 2018, Aquisgrán, Alemania.
^ Lidoine, S., y Caruelle, B. (julio de 2005). Radiación de ruido de los ventiladores desde la entrada: comparaciones entre las predicciones de FEM y las mediciones de pruebas de los ventiladores con antorcha. En el 12.º Congreso Internacional sobre Sonido y Vibración.
^ Achunche, I., Astley, J., Sugimoto, R. y Kempton, A. (2009). Predicción de la propagación y la radiación del ruido del ventilador delantero desde las entradas. Artículo de la AIAA, 3239, 2009.
^ Schuster, B., Lieber, L. y Vavalle, A. (junio de 2010). Optimización de un revestimiento de entrada sin costuras mediante un método de predicción validado empíricamente. En la 16.ª Conferencia de Aeroacústica AIAA/CEAS, Estocolmo, Suecia.
^ La simulación ayuda a Airbus a optimizar los revestimientos acústicos y reducir el ruido
^ Marotta, TR, Lieber, LS y Dougherty, RP Validación de la metodología de análisis de formación de haces con datos de historial temporal acústico sintetizados: sistema de plataforma de ventilador a subescala.
^ Mosson, A., Binet D., Caprile J. (2014) Simulación de los efectos de instalación del ruido del ventilador trasero del motor de la aeronave con ACTRAN/DGM. En la 20.ª Conferencia de Aeroacústica AIAA/CEAS.
^ Edición para estudiantes de Actran
^ www.fft.be
^ T. El-Dsoki, MSC Software, J. Beuse, X. Robin, "Sinergia entre dinámica de múltiples cuerpos y simulación acústica: aplicación al ruido de los engranajes de una turbina eólica" DAGA 2015
^ Marriott, D., Ohtomo, T. y Wako, T., "Simulación multidisciplinaria completa para ruido de chapoteo", Documento técnico SAE 2015-01-0672, 2015, doi:10.4271/2015-01-0672.

Enlaces externos

Sitio web oficial

[msc_fft-1] "MSC adquiere FFT y Actran". 6 de septiembre de 2011.

[fft_msc_hxgn-2] "Hexagon AB se dispone a adquirir MSC Software".

[Astley1994-3] Astley, RJ, Macaulay, GJ y Coyette, JP (1994). Elementos de envolvente de onda mapeados para radiación y dispersión acústica. Journal of Sound and Vibration, 170(1), 97-118.

[Astley1998-4] Astley, RJ, Macaulay, GJ, Coyette, JP y Cremers, L. (1998). Elementos de envolvente de onda tridimensionales de orden variable para radiación acústica y dispersión. Parte I. Formulación en el dominio de la frecuencia. The Journal of the Acoustical Society of America, 103(1), 49-63.

[Astley2001a-5] Astley, RJ, Coyette, JP (2001). El rendimiento de elementos infinitos esferoidales. Int. J. Numer. Methods Engrg. 52 (12) 1379–1396.

[Astley2001b-6] Astley, RJ y Coyette, JP (2001). Condicionamiento de esquemas de elementos infinitos para problemas de ondas. Communications in Numerical Methods in Engineering, 17(1), 31-41.

[Coyette2000-7] Coyette, JP y Van den Nieuwenhof, B. (2000). Un método de elementos infinitos conjugados para problemas acústicos de semiespacio. The Journal of the Acoustical Society of America, 108(4), 1464-1473.

[BvDN2001-8] Van den Nieuwenhof, B., y Coyette, JP (2001). Tratamiento de las condiciones de contorno de admitancia dependientes de la frecuencia en modelos acústicos transitorios de elementos finitos/infinitos. The Journal of the Acoustical Society of America, 110(4), 1743-1751.

[9] "Boletín de Acústica Septiembre-Octubre 2017" (PDF) . ioa.org .

[ZZ2013-10] Zhou, Z., y Copiello, D. (2013). Simulación del ruido de la línea de escape mediante FEM y TMM. Sound & Vibration, 11.

[SC2005-11] Caro, S., Ploumhans, P., Brotz, F., Schrumpf, M., Mendonca, F., y Read, A. (2005). Simulación aeroacústica del ruido radiado por un resonador de Helmholtz colocado en un conducto. Artículo de la AIAA, 3067.

[MC2012-12] Cabrol, M., Detandt, Y., Hartmann, M. y Mutzke, A. (junio de 2012). Una comparación entre los efectos de las fluctuaciones de la presión acústica y turbulenta en las paredes del interior de un automóvil. En la 18.ª Conferencia Aeroacústica AIAA/CEAS (pp. 2012-2202).

[DD2011-13] 'Udekem, D., Saitoh, M., Van den Nieuwenhof, B., y Yamamoto, T. (2011). Predicción numérica de la transmisión del ruido de escape al interior de un vehículo equipado mediante el método de elementos finitos/infinitos (n.º 2011-01-1710). Documento técnico de la SAE.

[MBR2018-14] Brandstetter, M., Dutrion, C., Antoniadis, PD, Mordillat, P. y Van den Nieuwenhof, B. (2018). Modelado SEA y análisis de la ruta de transferencia de un modelo de elementos finitos de SUV del segmento B de RENAULT. Coloquio de acústica de Aquisgrán 2018, Aquisgrán, Alemania.

[SL2005-15] Lidoine, S., y Caruelle, B. (julio de 2005). Radiación de ruido de los ventiladores desde la entrada: comparaciones entre las predicciones de FEM y las mediciones de pruebas de los ventiladores con antorcha. En el 12.º Congreso Internacional sobre Sonido y Vibración.

[AI2009-16] Achunche, I., Astley, J., Sugimoto, R. y Kempton, A. (2009). Predicción de la propagación y la radiación del ruido del ventilador delantero desde las entradas. Artículo de la AIAA, 3239, 2009.

[SB2010-17] Schuster, B., Lieber, L. y Vavalle, A. (junio de 2010). Optimización de un revestimiento de entrada sin costuras mediante un método de predicción validado empíricamente. En la 16.ª Conferencia de Aeroacústica AIAA/CEAS, Estocolmo, Suecia.

[18] La simulación ayuda a Airbus a optimizar los revestimientos acústicos y reducir el ruido

[TM2014-19] Marotta, TR, Lieber, LS y Dougherty, RP Validación de la metodología de análisis de formación de haces con datos de historial temporal acústico sintetizados: sistema de plataforma de ventilador a subescala.

[AM2014-20] Mosson, A., Binet D., Caprile J. (2014) Simulación de los efectos de instalación del ruido del ventilador trasero del motor de la aeronave con ACTRAN/DGM. En la 20.ª Conferencia de Aeroacústica AIAA/CEAS.

[21] Edición para estudiantes de Actran

[fftsite-22] www.fft.be

[DAGA2015-23] T. El-Dsoki, MSC Software, J. Beuse, X. Robin, "Sinergia entre dinámica de múltiples cuerpos y simulación acústica: aplicación al ruido de los engranajes de una turbina eólica" DAGA 2015

[SAE2015-24] Marriott, D., Ohtomo, T. y Wako, T., "Simulación multidisciplinaria completa para ruido de chapoteo", Documento técnico SAE 2015-01-0672, 2015, doi:10.4271/2015-01-0672.