2.1　Actran软件模块介绍

Actran是一款通用型的声学仿真分析软件，覆盖声学、振动声学、气动声学等多方面仿真功能。Actran包含有限元求解器、间断伽辽金求解器、统计能量分析法求解器，可以处理的问题包括声波的辐射、散射问题，声波通过简单或复合结构的声透射问题，封闭空腔中的声场问题，在管道中的声传播问题，吸声材料、多孔材料及高阻尼材料对能量的耗散问题，气动噪声问题，对流中的声传播问题，高马赫流场中的声传播问题等。

Actran具有较好的鲁棒性和求解效率，经过了大量工程实例验证，并与诸多领先CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）软件有联合噪声仿真接口。

Actran软件包含多个模块（见图2-1），可应用于不同声学的物理问题或不同的工程应用领域。

各模块的功能描述如下。

- Actran Acoustics，是纯声学分析模块，即分析模型中仅包含声学物理量（如声压、声强度、声学速度等）。此模块可以高效率地模拟声音辐射问题以及声音在管道中传播、在空腔中的共鸣等问题。典型应用分析主题包括噪声辐射和传播、汽车进排气系统噪声、水下声传播等。

图2-1　Actran软件中包含的不同模块

- Actran Vibro-Acoustics，是完整的振动声学模拟模块。它提供了丰富的结构单元库、材料库以及各种面向工程实际的边界条件，可以模拟振动噪声、声振强耦合、吸声材料（如泡沫、纤维等）、结构声疲劳等复杂项目。另外，该模块与Actran AeroAcoustics气动声学模块相结合，可以求解振动和气动噪声耦合问题。

- Actran for Trimmed Body，是针对车辆车身与内饰NVH（Noise Vibration and Harshness，噪声、振动和舒适性）性能的分析模块。此模块读取Nastran创建的车身结构、空腔的模态模型，并对内饰进行物理建模，分析声学包或阻尼垫对车辆NVH性能的影响，有助于优化车身或者舱室结构与内饰的匹配设计等。

- Actran Aero-Acoustics，是专业的气动噪声模拟模块，可以模拟气体或者液体流动引起的声学问题。此模块与常用的商用CFD软件有直通接口。此模块既可以模拟外气动声场（如飞机起落架噪声、车辆后视镜噪声、船体外噪声等），也可以模拟内气动声场（如管路内气动噪声、空调系统噪声等）和风机噪声（如轴流风机、离心风机或贯流风机等）等。

- Actran SNGR，是快速气动噪声仿真模块，它基于RANS CFD的平均流和湍流能量等统计性的物理量，合成随时间变化的速度场，从而提取气动噪声源，进行气动声场计算。这种气动噪声仿真模块所需要的CFD计算具有耗费时间短、占用计算资源较小的特点。

- Actran TM，是分析旋转机械噪声在复杂流场中传播以及优化声衬等声学处理部件的专业模块。典型应用包括飞机发动机、管道冷却系统和直升机涡轮噪声模拟等。

- Actran DGM，此模块利用间断伽辽金（特殊高阶有限元）求解器在时域求解线性化欧拉方程。此模块可用于模拟在复杂流场条件下的噪声传播，也可用于解决普通有限元方式（如Actran Acoustics）由于内存和求解器限制难以应对的超大模型问题。典型应用于解决航空发动机后传声问题、车辆通过噪声问题、飞机停机坪噪声问题、超声波传播问题等。

- Actran SEA，是统计能量分析模块，适用于解决中高频段的振动问题或振动声学问题。Actran SEA通过读取有限元模型信息和模态信息，确定统计能量建模所需因子（如耦合损耗因子、阻尼损耗因子和模态密度等）。这是一种不同于通过解析式或通过测试确定统计能量分析模型因子的方法，称为虚拟统计能量分析法（Virtual Statistical Energy Analysis，Virtual SEA）。

- HPC（Actran Parallel），是高效的并行分析模块，支持多种并行计算方法，如频域并行、计算域并行、矩阵并行等。同时Actran支持混合并行计算，例如频域并行与轴对称阶数并行的混合并行计算。运用并行分析，可以明显提高计算效率。

- Actran VI，是Actran产品模块的前后处理工作模块。在该模块中，用户可以进行几何或网格模型读入、网格划分、创建Actran分析模型等前处理工作。Actran VI也是Actran计算结果的后处理工作模块，包括生成曲线图、生成彩色云图、动画显示、声音文件生成等后处理功能。