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Hallo,

ich arbeite mit ANSYS Workbench 10.0/11.0 (Ansys Mechanical). Untersucht wird ein Bauteil mit abgeschlossenen, lufgefüllten Hohlräumen.
Die Frage ist: Wie führt man eine Modalanalyse der Hohlräume durch? Gesucht sind also nicht die Eigenfrequenzen des Bauteils, sondern die der schwingenden Luftsäule im Hohlraum, der definierte Abmessungen besitzt. Ist diese Simulation mit Mechanical möglich? Wenn ja, wie ist die Vorgehensweise? Bisher ist mir nur bekannt, wie man eine Modalanalyse von Feststoffen (unter Angabe von Poissonzahl und E-Modul) durchführt...

Danke
Matthias

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Hallo Matthias, für dieses Problem musst du ein Akustikelement benutzen. Ich mache solche Sachen in Virtuell Lab von LMS, aber ich habe irgendwo gelesen, dass es auch in Ansys Akustische Elemente gibt.
Wenn ein grober Wert reicht, dann kann man sagen das die erste Eigenfrequenz eines Hohlraums da liegt wo ein halbe Wellenlänge gleich einer Dimension einer Raumlänge entspricht, also wenn man ein Würfel mit 3m  Kantenlänge hat, dann ist die entsprechende Wellenlänge 6m mit f=c/lamdba  kommt man auf ein Frequenz von 65Hz.
Gruss Steffen

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Hallo Steffen,

vielen Dank für Deine Antwort. Virtual Lab kenn ich, steht mir aber leider nicht zur Verfügung... Ein grobes Abschätzen der Frequenzen reicht leider nicht aus, zumal das auch nicht so einfach sein dürfte, da die Hohlräume z.B. gebogene Wände und eine etwas kompliziertere Geometrie aufweisen.

Ich frag jetzt einfach noch was, auch auf die Gefahr hin, dass Du mir evtl. speziell mit Ansys-Fragen nicht weiterhelfen kannst (vielleicht kann's ja ein anderer?!):

Ich hab ebenfalls schon mal was gelesen, dass es in Ansys spezielle Akustikelemente gibt. Welche sind das und kann man die auch irgendwie über Workbench laden/benutzen? (mit der Programmierung per Befehlseingabe bin ich im Moment leider nicht vertraut)

Wie müßte man denn in Ansys vorgehen, wenn man wissen möchte, wie sich Schall von einem Festkörper auf Luft und umgekehrt überträgt (Struktur-Fluid-Kopplung)?

Danke & viele Grüße
Matthias

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Hallo Matthias, ich habe mal ein bißchen rumgesucht.

So wie ich es hier http://www.cadfem.de/Akustik.1112.0.html  verstehe kann Ansys nur Abstrahlungsrechnungen durchführen.

In Virtuell Lab gibt es die Möglichkeit gekoppelte Rechungen durchzuführen. Hierbei wird die Interaktion zwischen Wand und Luftschalldruck berücksichtigt.
Als Kriterium ob eine gekoppelte Rechnung sein muss bzw. ob ein Einfluss vorhanden ist, hat man mir bei LMS folgende Formel genannt:

Lambda= Dichte_Fluid*Schallgeschwindikeit_Fluid/ (Dichte_Struktur*Wandstärke_struktur*Omega)
Ist Lambda>>1 ist gibt es keinen Einfluss,
ist Lambda>>1 ist ein Einfluss vorhanden.

Wenn man sich mal als Bsp. ein 1mm Stahlblech bei 1000Hz hernimmt ist Lambda =0.008, also ist der Einfluss vernachlässigbar. Um hier wirklich große Werte von Lamdba zu erhalten muss entweder die Struktur dünn und leicht sein oder die Frequenz entsprechende niedrig sein. Das beste Beispiel hierfür sind die Membranen von Lautsprechern. Ganz anders sieht die Sache natürlich bei dichten Fluiden (Wasser oder Öl) aus.

Du kannst, wenn du nicht an Virtuell Lab oä. nicht rankommst, folgende Berechung machen. Du berechnest zuerst die Druckverteilung auf die Wand und gibst diese dann als Last für eine harmonische Analyse vor. Das ist dann zwar keine Fluid-Struktur-Kopplung aber ein Hinweis, darauf wie die Struktur vom Schall angeregt wird.

Gruss Steffen

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