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多极边界元(Multipole BEM)方法：未来声学工程仿真解决方案

来源：信息中心　时间：2009-1-31 23:24:00

在声学仿真的领域里，越来越趋向于高复杂度和高频率的仿真。这意味着将有更多单元以及更复杂的网格，同时也可能会出现意想不到的问题：如更长的处理时间和占用更多的计算机资源。这将使工程开发陷入进退两难的局面，特别是目前开发团队面临着越来越短的设计周期，和越来越复杂的声学问题，例如整车声学研究。如果没有合适的工具，那么声学计算会严重影响开发的效率。这不仅仅会导致超出预算，甚至还会使整个项目陷入困境中。

最近，LMS Virtual.Lab推出新的声学模块求解器，声学工程师们不再需要花费几天的时间获得结果。基于新的多极扩展技术，这种新的快速求解器能够大大减少大型模型系统和超大型模型系统的计算时间。

“目前，声学仿真专家会受到模型大小、CPU处理能力和项目开发时间等因素的制约——更不要说快速的数据存储能力。LMS Virtual.Lab Acoustics声学仿真8A版新增了多极BEM求解器。这项突破性的研发成果极大地帮助了声学专家，因为它能够处理从30,000到100,000，甚至更多单元的复杂声学模型。”LMS Virtual.Lab Acoustics声学产品线经理Koen De Langhe评价说。

这个声学仿真模块是基于多极边界元方法开发的，非常适用于整车声学问题、大型发动机模型、高度复杂的齿轮箱以及其他任何高频或者超级复杂的模型。最初这种多极BEM方法是由EADS Innovation Works公司为电磁领域的研究而开发的。

IMACS是法国一家从事应用数学和科学计算研究和技术开发的机构。今年年初，LMS同EADS Innovation Works及IMACS合作，在新产品中集成了这项技术，推出了声学仿真市场上首个能够处理各种规模模型的声学仿真产品。

“集成多极BEM技术进一步完善了LMS Virtual.Lab Acoustics声学边界元方法和有限元方法，既满足了客户在高频范围内进行声学仿真的需求，又能够解决更复杂的声学问题。”LMS国际公司执行副总裁兼CTO，Jan Leuridan博士说。

LMS公司是目前市场上唯一一家能够为声学仿真用户提供最全面的求解器处理功能的公司。用户仍可以使用传统的LMS BEM求解器，这种求解器在过去的二十年以来适用于小型或者中型模型。而对于大型、高频模型的其他用户来说，将通过使用功能强大的多极BEM求解器而获益匪浅。这两种求解器都能够提供同样可靠的LMS Virtual.Lab结果。

“这是一个非常令人振奋的新型求解器，它能够改变整个声学仿真世界。我们对GM提供的有400,000个单元的汽车模型上测试了这种新的多极BEM求解器。只用了一天的时间就计算完成——确切的说是26个小时。在3dB精确度内，能估算多于1/3的倍频程结果，”Koen De Langhe补充道。“若使用常用的传统BEM方法，不可能只用了这么短的计算时间。多极BEM为解决这类的声学问题提供了一种创新性方法，我们对其今后的广泛应用拭目以待。”

多极BEM另一优势是集群调度和全面的可扩展性。这意味着求解器既能在标准的64位Windows处理器上运行，又可以在大节点数集群处理，例如126node LINUX或者更高。

“随着汽车外部声学研究越来越趋向于复杂模型，同时还考虑到通过噪声以及更好的声学优化，GM意识到采用这种新技术的重要性，并且尽可能地在整车开发的早期阶段使用它。”GM工程专家评价说。

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