Wave6 振動聲學分析

隨著各國環保法規日益嚴格、輕量化材料的廣泛應用,以及消費者對產品「靜謐性」的期待不斷提升,「噪聲與振動控制」已成為幾乎所有高科技與製造產業的關鍵課題。

SIMULIA Wave6 是一款具備領先技術的全頻段結構聲學分析軟體。不同於傳統將各頻段拆分的作法,Wave6 獨家將多種先進的分析方法整合至單一通用引擎中,能高效且準確地模擬從低頻到高頻、由結構振動或聲波傳播所引起的複雜物理現象。將 Wave6 導入您的研發流程,能在設計初期就賦予產品優良的聲學性能,大幅降低在後期物理原型打樣時,才發現嚴重噪音問題的昂貴代價。

Wave6振動聲學分析

優勢

大幅降低研發風險與修模成本

在虛擬設計階段即可準確評估振動與噪音表現,有效避免產品進入昂貴的物理原型測試 (Physical Prototyping) 階段後,才被迫進行設計變更或妥協。

無痛銜接既有流程,打破專業壁壘

Wave6 提供高度自動化的工作流程與分析範本,讓非聲學專家的流體力學 (CFD) 用戶也能輕鬆上手。軟體能高效轉換流場的幾何形狀、網格與計算結果至振動聲學模型中,且無須傳輸令人頭痛的 TB 級龐大數據。

高投資報酬的單一授權模式 (Single License)

獨特的授權架構將所有強大功能集中在單一 License 中,確保所有使用者都能無限制存取全部的分析方法。同時支援無限硬體節點求解,無論是本地工作站或現代化的 HPC 高效能運算叢集,都能發揮最大運算效益。

跨平台協同與一致性

採用現代化的軟體架構設計,確保模型與使用者介面 (UI) 在 Windows 與 Linux 作業系統下完全一致,利於企業內部跨系統團隊的無縫協作。

特點

全頻率結構聲學演算法整合

將低頻的邊界元素法/有限元素法,與中高頻的統計能量法整合至單一環境中,允許使用者在同一個模型內混合使用不同的分析方法。

先進的流固聲耦合(Aero-Vibro-Acoustics)能力

具備精準預測氣動噪聲的能力,包含剛性結構外部的流場噪音、透過空氣或結構傳遞的振動噪聲,以及由表面壓力起伏引起的艙內風切噪音。

智慧化幾何引擎與網格處理技術

內建完全整合的幾何與網格劃分功能、先進的體積提取技術。當上游 CAD 設計變更時,模型能自動更新,讓分析工程師專注於問題求解,無須浪費時間點擊節點或手動修復 CAD 破面。

動態聲學屬性與多孔介質支援

提供線性與二次聲學元素,可將 CFD 計算得出的溫度與壓力變化直接納入聲學屬性的考量;並專為複雜的吸音材料配備了先進的多孔彈性(Poroelastic)有限元素計算技術。

求解方式

Wave6 針對不同頻段與物理特徵,提供四大深度耦合的核心求解方式。

 
統計能量法 SEA
Statistical Energy Analysis

統計能量法

  • 適用範圍

    中高頻振動與聲波傳播模擬。

  • 技術亮點

    採用推廣的 SEA 理論,提供比傳統更精確的模型。內建自動化幾何引擎與流程化範本,讓原本複雜的 SEA 模型構建過程自動化,更容易融入現有設計流程。

聲學邊界元素法 BEM
Boundary Element Method

聲學邊界元素法

  • 適用範圍

    低頻下有界或無界空間的聲波輻射與傳播問題。

  • 技術亮點

    全新的 BEM 求解器能自動建立大規模、全耦合的邊界元模型(含自動聲學域提取與非匹配連接)。與傳統 BEM 相比,計算速度更快且大幅降低硬體資源消耗。

聲學有限元素法 FEM
Finite Element Models

聲學有限元素法

  • 適用範圍

    低頻有界聲學空間內的傳播問題。

  • 技術亮點

    除傳統內聲場計算,更針對輻射聲場開發了自動化完美匹配層(APML)方法,以及針對吸音聲學材料的「多孔介質有限元素法」,並提供與外部網格資料的便利接口。

結構有限元素法 FEM
Finite Element Models

結構有限元素法

  • 適用範圍

    低頻結構的模態、振動與波動分析。

  • 技術亮點

    現代化的結構 FEM 求解器能與其他聲學求解器深度耦合,除了獨立預測結構振動外,更能為整體聲學模擬提供高精準度的邊界輸入條件。

常見應用

Wave6 能夠靈活應對各行各業中日益嚴苛的噪音與振動挑戰,幫助企業符合環保法規、降低研發風險,並推動產品的聲學創新。

交通運輸與移動載具(Transportation & Mobility)

動力總成‧車廂靜謐性‧風切聲‧空調系統

動力總成與底盤噪音

針對馬達與動力系統的聲輻射、冷卻風扇及鼓風機進行快速建模,並具備預測輪胎胎面噪音的創新獨家方法。

車廂靜謐性與聲學封裝(Sound Package)

準確模擬車體結構與空氣傳導噪音;協助優化隔音材、阻尼材料配置,並診斷門窗密封條的側向噪音傳遞問題。

風切聲與車載音響

支援全頻段車載資訊娛樂系統(Infotainment)的音效模擬(含雙耳與 VR 音效渲染),以及針對車窗、底盤等關鍵路徑進行精細的氣動風切聲(Wind noise)分析。

空調與進排氣系統(HVAC)

設計與優化空調、進排氣系統的外殼噪音,精確考量非均勻溫度、壓力與流場均值對噪音傳遞的影響。

高科技電子、醫療與工業設備(High-Tech, Medical & Industrial)

消費電子‧醫療儀器‧工業設備‧風機

消費性電子與微型聲學元件

針對智慧型手機、電子設備、耳機與揚聲器(Loudspeakers)進行精細建模,並支援機電雙向耦合(2-way coupling)分析,完美提升產品音質。

精密醫療儀器

顯著降低核磁共振(MRI)、洗腎機等大型醫療設備運作時的振動與噪音,提升病患就診的舒適度。

工業設備與重型機具

涵蓋風力發電機(齒輪箱與塔架)、電梯與手扶梯、工業冰水主機,以及工廠機具設備的內外部噪音模擬,確保廠區與設備符合嚴格的環保法規。

航太與國防(Aerospace & Defense)

客艙噪音‧極端環境‧引擎噪音‧eVTOL

客艙噪音與通訊品質

預測飛機、直升機與新興電動垂直起降飛行器(eVTOL)的艙內噪音;針對廣播系統進行全頻段語音清晰度(Speech intelligibility)評估。

極端聲學環境與衝擊測試

透過大型 FE-BEM 模型與現代化 HPC 叢集,模擬太空載具與發射器的聲學驗證測試;針對煙火分離裝置等衝擊源與結構響應進行全頻段衝擊模擬。

引擎與外部流場噪音

涵蓋引擎機艙吸音襯套設計,以及考量厚度與負載噪音的螺旋槳噪音源模型(可無縫匯入瞬態 CFD 流場數據進行氣動聲學分析)。

船舶與海洋工程(Marine & Offshore)

艦艇降噪‧水下輻射‧遊艇艙內品質

艦艇與潛艦降噪設計

建立船艦全頻段振動聲學系統模型,分析透過主結構與側向路徑的噪音傳遞,以及管路系統中的流體聲波(Fluid-borne waves)。

水下輻射噪音與聲納

考量重流體負載(Heavy fluid loading)效應,進行系統層級的水下輻射噪音評估;模擬聲納系統(含自噪聲)及大型塗層船體的聲波散射。

豪華遊艇艙內品質

為豪華郵輪與遊艇打造極致安靜的客室空間,針對機艙設備(如齒輪箱、幫浦)設計最佳化的隔音與吸音防護方案。

Wave6 常見問題 - 士盟科技

常見問題

01
我們的工程團隊已經在使用 Abaqus 等傳統的結構 FEA 軟體,還需要 Wave6 嗎?

傳統 FEA 軟體在靜力學、動力學與應力分析上表現卓越,但在處理專精的「振動聲學」模擬(如複雜多孔彈性材料、隨機聲學環境、無界聲輻射與聲波傳遞)時,往往缺乏完整的全頻段能力。Wave6 能延展您現有的 FEA 能力,針對全頻段噪音問題提供最先進的求解方案。

02
如果我主要專攻計算流體力學 (CFD),並不是聲學專家,能操作 Wave6 嗎?

完全可以。Wave6 設計的初衷之一,就是讓現有的 CFD 工程師也能輕鬆上手。透過內建的自動化工作流程與高階範本,您可以高效擷取 CFD 模型中的網格與流場數據進行分析。您不需成為專職的噪聲與振動專家,也能準確評估流體引起的聲學表現。

03
在實際物理實驗 (Physical Test) 的過程中,Wave6 能發揮什麼價值?

物理測試的資源與時間極為有限。Wave6 能夠協助您在進實驗室前,快速建立分析模型來診斷測試數據、針對噪音源和傳遞路徑進行排序。這能為工程師提供清晰的物理洞察力,確保您「測量的是對的目標」,避免盲目尋找噪音源或過度測試,大幅提升實驗室效率。