TF-Acoustics
基于多种数值算法的快速声学仿真软件
TF-Acoustics 简介
TF-Acoustics是针对国内声学仿真需求倾力打造的一款全中文通用声学仿真软件。现已经开发出支持多种解算方案的声学边界元、声学有限元、声固强耦合求解器，拥有功能完善的前处理模块，灵活丰富的后处理数据分析和可视化功能，能够覆盖包括振动噪声、气动噪声、声学模态、多场耦合等各类复杂的声传播和声散射问题。
TF-Acoustics通用声学仿真软件作为声学基础性研发平台，与许多学科和工业技术相互渗透，可广泛应用于航空航天、船舶海洋工程、建筑与环境工程、汽车与轨道交通、电子电器、机械制造等领域，在国民经济和国防事业中具有重要地位。
TF-Acoustics通用声学仿真软件可以帮助用户获得高精度的声学仿真结果，模拟声辐射噪声和预测声场分布等，改善产品性能，提高市场竞争力。同时，TF-Acoustics软件高效的高性能计算能够帮助用户节约更多时间和费用来创新和优化产品性能，加快推向市场的速度。
功能亮点
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丰富多样的声学解算方案
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全面详尽的声学仿真场景
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灵活多元的声源及边界条件
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卓越高效的高性能计算
丰富多样的声学解算方案
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声学有限元
有限元方法是建立在变分原理和加权余量法基础上发展起来的应用最为广泛的数值分析方法，在处理复杂边界和连续介质问题上独具优势。TF-Acoustic软件的声学有限元，提供直接频率响应、模态提取和模态频率响应三种解算方案，内置兰佐斯方法（Lanczos）特征值求解器和基于多重子结构方法（AMLS）的快速特征值求解器两种声模态分析方案。搭配完美匹配层（PML）、自动完美匹配层（AML）、多孔吸声材料等丰富的声学边界模拟，同时具备基于频率的网格自适应分析算法，为用户提供完备齐全的声学仿真方案。
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声学边界元
边界元方法是建立在离散边界积分方程基础上的一种数值方法，在声学仿真数值计算中占有重要地位。相比其它数值算法，声学边界元具有网格要求简单、计算精度高两大优势。TF-Acoustic软件的声学边界元，提供传统边界元、快速多极子边界元、自适应交叉近似边界元、低秩分解边界元和高频近似边界元五大算法，用户可依据声学场景需求自由选择。支持声学传递函数、快速场点重启等方法，帮助用户提高仿真效率。丰富的声学前处理功能以及多元的声学后处理可视化，为用户搭建一站式声学场景仿真平台。
全面详尽的声学仿真场景
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一般声学
TF-Acoustics通用声学仿真软件拥有功能完备的前处理模块，负责几何的建立或导入、参数化建模、网格生成、激励、边界条件、求解参数等声学前处理场景设置；丰富多样的后处理模块，负责数据分析和可视化工作，支持二维频响曲线、三维云图、等值面、切平面、指向性图、瀑布图等丰富的功能，搭配多种核心求解器，能够覆盖各类复杂的声传播和声散射问题。
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振动噪声
TF-Acoustics通用声学仿真软件已开发基于最大距离和守恒插值两种算法的网格插值与映射，支持从结构网格到声学网格的位移、振动速度、振动加速度等多种振动数据的插值和映射，把结构仿真计算的结果转换为声学域的边界条件，适用于计算各类复杂结构振动引起的机械辐射噪声分析。
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气动噪声
TF-Acoustics通用声学仿真软件已开发适用于气动噪声分析的面偶极子噪声源边界，支持导入流体仿真软件输出的cgns格式数据，支持傅里叶变换将流体载荷的时域数据转换为频域载荷，从而计算流体运动以及流体与结构互相作用而产生的气动噪声仿真。
灵活多元的声源及边界条件
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自定义声源及边界参数
TF-Acoustics通用声学仿真软件已开发平面波、单极子、偶极子等常用的简单声源，支持用户依据场景需求设定声压、振速、阻抗、导纳、表面偶极、吸声系数、多孔吸声材料等多种类型参数的边界条件，涵盖了绝大多数的声学仿真必备，可用于研究各类声传播、声辐射和声散射问题。
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兼容多种数据载荷
TF-Acoustics通用声学仿真软件支持导入STP/STEP/IGS等CAD几何文件，支持导入BDF/UNV/CDB/STL/CGNS等网格文件，支持流体仿真软件数据接口如CGNS格式，结构分析软件数据接口OP2/BDF/UNV格式，同时提供用户自定义载荷数据 ASCII文件如xlsx/csv/txt等格式。仿真计算结果支持plt/vtk/dat格式，为用户的声学仿真分析提供灵活多样化的选择。
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半空间/多对称面
对于几何形状对称的模型，采用定义对称面的方式，可以帮助用户极大地减少计算量，节省计算时间。TF-Acoustics支持用户自定义对称面的位置和对称类型，支持单个或多个对称面同时存在。也可用于计算模型位于地面的空间场、放置在墙角的扬声器等半空间声场仿真。
卓越高效的高性能计算
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有限元求解的并行计算
声学有限元求解器现已开发MPI+OpenMP的混合并行计算能力，其最大支持并行计算CPU处理器的核数不低于32核。在不损失计算精度的前提下，极大地缩短了计算时间，帮助用户提高仿真效率。
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边界元求解的并行计算
声学边界元求解器现已具备MPI+OpenMP的混合并行计算能力，支持16核以上的并行计算以及负载平衡，支持百万级别自由度的大模型仿真计算。与国外主流软件相比，相同自由度的模型相同解算方案，计算时长提高30%以上，帮助用户提升仿真效率。
典型应用
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汽车交通
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航空航天
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装备制造
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能源动力
汽车内腔声模态分析
在车身NVH设计阶段对汽车内腔进行模态分析，不仅可以掌握内腔的声学模态频率和模态振型，避免引起车内共鸣噪声，合理布置和优化车内声学特性，还可以掌握空腔声场的声压分布情况，为预测并分析动态声学响应做准备。TF-Acoustics软件已开发完善的模态分析功能，能够高效准确地计算封闭空间的声学模态并绘制模态云图，帮助用户分析和优化汽车内腔的结构和吸声设计方案。
飞机及机场噪声分布
飞机在起飞、飞行、着陆和机场滑行过程中均会产生强烈的噪声，出于安全度和舒适度的考虑，国家对飞机和机场的噪声等级有着明确的限制标准。TF-Acoustics软件可以准确模拟飞机各种场景下的噪声空间分布，帮助用户从设计阶段即可预报飞机在不同场景下的噪声等级，并进行合理优化，提高产品优化效率。
多转速电机辐射噪声
电机噪声阶次是电机噪声的一个重要参数，其值代表了噪声频率分量与电机转速的关系。电机噪声阶次的高低与电机叶片数、电机转速、运行状态以及电机结构等因素相关。TF-Acoustics软件的声学边界元支持电机的多转速（多阶次）载荷数据计算辐射声场，支持绘制声压或声功率等声学响应量的瀑布图，能够为用户依据噪声阶次信息溯源提供直观的实质性帮助。
离心泵流致振动噪声
金沙8888js官方采用TF-QFLUX参与工业风机领域某上市公司，离心式风机气动声学仿真分析与软件定制开发项目，有效实现了复杂运动部件的动网格求解算法、复杂壁面边界层的计算、湍流的计算、声源的准确计算等业务难点。
