LMS SYSNOISE

ACHTUNG: Seit 1.1.2013 steht sysnoise nur noch als Solver in Virtual.Lab zur Verfügung.

Allgemeines

Das Programmpaket SYSNOISE fasst die wichtigsten Diskretisierungsmethoden zusammen, die bei der Untersuchung akustischer Fragestellungen zum Einsatz kommen. Hierzu zählen die Finite-Elemente-Methode (FEM), die Infinite-Finite-Elemente-Methode (IFEM) und die Boundary-Elemente-Methode (BEM). Alle genannten Verfahren sind für die Lösung von Aufgaben geeignet, bei denen sich die physikalischen Vorgänge innerhalb des akustischen Mediums (z.B. Luft, Wasser) durch die Helmholtz-Gleichung beschreiben lassen.

Finite-Elemente-Methode (FEM)

Mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode lassen sich Schallfelder in abgeschlossenen akustischen Gebieten (z.B. in Fahrgastkabinen) untersuchen. Hierbei muss der gesamte Raum, in dem das Schallfeld zu berechnen ist, mit Volumenelementen diskretisiert werden.

Infinite-Finite-Elemente-Methode (IFEM)

Die Infinite-Finite-Elemente-Methode stellt eine Erweiterung der konventionellen FEM dar und ermöglicht eine numerische Behandlung von Abstrahlproblemen. In einem IFEM-Modell werden neben Finiten Elementen auch halbunendliche Elemente angewandt. Da die halbunendlichen Elemente nur bezüglich glatter Oberflächen (Umhüllenden) definiert sind, ist es erforderlich, den Raum zwischen der schallabstrahlenden Strukturoberfläche und der Umhüllenden mit den Finiten Elementen zu diskretisieren.

Boundary-Elemente-Methode (BEM)

Die grundlegende Idee der BEM ist es, alle physikalischen Vorgänge im akustischen Gebiet mit den Schallfeldgrößen auf dessen Berandung auszudrücken. Abhängig davon, ob an dieser Stelle direkt mit Schallfeldgrößen (Schalldruck und -schnelle) oder ihren Differenzen gearbeitet wird, wird zwischen der direkten BEM (DBEM) und der indirekten BEM (IBEM) unterschieden.

Mit der BEM können sowohl Abstrahlprobleme als auch die Aufgaben der Innenraumakustik untersucht werden.

Vergleicht man bei einer gegebenen Problemstellung die BEM- und die I/FEM-Modelle miteinander, so ist die Anzahl der zu berücksichtigenden Freiheitsgrade in BEM-Modellen in der Regel wesentlich kleiner als im Falle der I/FEM-Modelle. Es ist aber bei der Anwendung der BEM zu beachten, dass die zu lösenden Gleichungssysteme voll besetzt und im Falle der DBEM unsymmetrisch sind.