窗簾設計新科技：降低噪音1套軟體就搞定 - Actran

你聽過嗎? 窗簾設計新科技：降低噪音1套軟體就搞定 – Actran 讓我們來看看建材之一應用聲學分析案例

B.M.S. 科技與管理學院是印度班加羅爾的一所自治工程學院，隸屬於 Visvesvaraya 科技大學。該學院提供多種專業工程課程，包括機械工程、電腦科學、電子與通訊，以及人工智慧和機器學習等領域。該機構的學生針對百葉窗，包含百葉窗的表面傳播的噪音模式進行深入的研究。

百葉窗是一種兼具美觀、功能性與實用性的窗飾，廣泛應用於居家、商業空間與辦公場所。其設計由多片可調節的葉片組成，可根據需求調整光線、通風與隱私性，為使用者帶來極大的便利。

百葉窗的主要特點

遮光與透氣性：透過調整葉片角度，可以靈活控制室內光線，讓空間保持明亮或避免陽光直射，同時確保空氣流通。
隱私保護：適當調整葉片，可有效阻擋外界視線，提供更好的隱私性，特別適合臥室、浴室及辦公室使用。
材質多樣化：百葉窗可選擇木質、鋁合金、PVC、竹製或布藝等不同材質，適應各種裝潢風格與使用需求。
易於清潔與保養：相較於傳統布簾，百葉窗不易沾染灰塵，且清潔時只需用抹布擦拭即可保持整潔。
節能與隔熱：高品質的百葉窗具備良好的隔熱與節能效果，可降低空調使用率，提升居家環保效益。

百葉窗不僅能提升空間的設計感，更能滿足現代人對於舒適、便捷與隱私的需求，是理想的窗簾選擇之一。

該團隊熱衷於研究不同窗戶與百葉窗配置的聲音衰減效果。透過Actran能夠研究百葉窗配置中的聲音衰減，並分析其與百葉窗數量、角度方向以及所用塗層材料等參數之間的相對關係。

窗簾設計新科技：降低噪音1套軟體就搞定 - Actran — (Schematic of louver arrangement)

使用 Actran 分析材料特性和聲音衰減

研究團隊選擇使用數值方法研究聲壓級在百葉窗結構上的衰減，這是一個關鍵的聲學挑戰。電腦模擬是使用 Actran 進行的，這是一款基於有限元素法的計算輔助工程 (CAE) 軟體，專門用於模擬機械系統和部件的聲學行為，是聲學分析的黃金標準。有限元素法不僅可以精確模擬複雜的噪聲源，還能在同一個模型中結合多種材料進行分析，並處理數百萬自由度的複雜結構。這樣的聲學分析對於理解和優化百葉窗的噪聲控制性能至關重要，有助於提升整體系統的聲學效率。

第一步是為模擬配置模型，模型設置包括在房間一側放置百葉窗，房間內設有一個麥克風，聲源則放置在房間外。聲源 (S) 和麥克風位置 (M) 固定，且與其他變量無關，麥克風位置與盒子的中心高度一致 (Y/2)。百葉窗繞其中心旋轉，A 和 B 的值在所有情況下分別為 0.5 米和 1 米。團隊測量了頻率範圍從 100 Hz 到 6000 Hz、每 50 Hz 間隔的聲壓級，並對 6 和 12 片百葉窗的不同配置進行測試。百葉窗角度從 0° 到 90°，每次以 15° 為步長進行調整。相應的衰減數據被記錄下來，並使用 Actran 的內建功能計算了插入損失。記錄到的插入損失分別為 0.23%、5.25% 和 14.97%，對應於百葉窗角度為 30°、60° 和 90° 的情況。這樣的結果為研究百葉窗對聲音衰減的影響提供了關鍵數據，進一步強調了聲學設計在降噪系統中的重要性。

項目的第二部分涉及識別百葉窗表面最佳的吸音塗層材料。團隊使用了不同材料的塗層，這些材料均為多孔結構，並由天然纖維製成，如椰子纖維、香蕉纖維、玉米芯、黃麻和玉米秸稈。每種材料的特性各異，且具有不同的聲音衰減能力。這一研究有助於確定哪種天然纖維塗層能夠在百葉窗表面提供最佳的聲音吸收效果，進一步優化聲學性能並減少噪音傳播。

以下　使用 Actran 分析材料特性和聲音衰減　圖表

針對6片百葉窗配置的分析旨在了解百葉窗材料對噪音減弱的影響。測試結果顯示，在所有材料中，黃麻的噪音衰減性能最佳，表現出優越的降噪效果，優於其他測試的材料。這一發現表明，選擇適當的百葉窗材料對於優化噪音控制和提升聲學性能具有關鍵作用。

6片未塗覆吸音材料的百葉窗設置被視為基準案例進行比較。結果顯示，在 0° 角度時，聲壓級達到最大值，這是由於相鄰百葉窗之間存在較大的間隙。而在 90° 角度時，聲壓級最低，因為此時相鄰百葉窗之間的間隙最小，有效減少了通過百葉窗的聲音強度。

這表明百葉窗的角度調整對於聲音的衰減有顯著影響，尤其是在聲壓級控制方面，90° 配置具備更好的降噪效果。

多變量建模

借助 Actran 軟體的強大聲學分析功能，能夠在短時間內模擬多種變量，如百葉窗的數量、角度以及塗層材料的不同組合。通過這次經驗，工程師們對於在其他聲學場景中進行模擬的信心大增。多變量建模省時方便，妥善利用工具，創造更大價值。

“From the department of Mechanical engineering (BMSIT&M), big thanks to MSC for pioneering with software like Actran as it provides a unique experience for fresh learners by exposure to a plethora of scientific methods and yet keeping it distinctly user friendly.” Said Dr Avinash Govindaraju, Assistant Professor, BMSIT.

此外，團隊還在 2021 年於 NIT Silchar 舉辦的國際機械工程最新進展研討會（ICRAME）中，通過研究論文展示了他們的研究成果。

想更清楚的了解窗簾設計新科技：降低噪音1套軟體就搞定 – Actran Actran 的細節，歡迎來電 (02)2712-8448 或是來信。

If you want to know more details from Actran ,please contact Simhex.

Actran 用在各種形式的聲學模型

標準和對流聲學
分析車輛內外的聲響
模擬聲音傳遞通過彈性牆
預測孔洞介質的聲音吸收
2D, 軸對稱和 3D 分析
耗散機制，例如黏熱損失和聲音吸收
非均勻平均流上的聲傳播和輻射
用複合材料模型模擬複雜的多層結構
直接響應和模態疊加方法
用於壓電材料的主動結構模擬
複雜流動和溫度梯度等異質性
基本諧波分析
平面、球面和柱面波源以及入射平面波對管道的激發
不連續 Galerkin Method
暫態 CFD 後跟隨著聲輻射
黏熱元素，用於模擬薄空氣層或細管的
準確建立襯墊模型，包含流動效應 (Myers-Eversman formulation)
由入射聲導管modes定義的激發

Actran 常見應用的產業

航太： 經過駕駛艙和機身、發動機短艙內襯、機身和駕駛艙絕緣、 ECS（環境控制系統）、 APU 和 ECS 入口和出口消音器、後緣、聲納、直升機渦輪噪聲、起飛時火箭有效載荷的隨機動態響應的聲音傳輸、聲納。
車輛：動力總成、裝飾設計、風噪聲、發動機部件、壓縮機、進氣歧管、空氣濾清器、閥蓋、擋板、電動機、揚聲器、消聲器、輪胎噪聲、消音器、高壓分配管道、馬達、齒輪箱。
消費品： 電話、免提電話通訊、耳機、揚聲器、助聽器、樂器、洗衣機、冰箱、吸塵器。
電子產品：光碟硬碟等轉動裝置、手機、相機、液晶投影設備的風扇。
機械裝置：渦輪機械、暖通空調、割草機和農業機械、排氣系統、馬達。

百葉窗 的主要特點

使用 Actran 分析材料特性和聲音衰減

多變量建模

Actran 用 在 各 種 形 式 的 聲學模型

Actran 常 見 應 用 的 產業

延 伸 閱 讀

百葉窗的主要特點

Actran 用在各種形式的聲學模型

Actran 常見應用的產業

延伸閱讀