聲學邊界元
關注創建者：zxn2811 創建時間：2020-03-28
聲學邊界元的視頻教程
abaqus三維模型無限元邊界/三維無限元/無限元模型
主要講解三維模型無限元邊界區域的建立、網格屬性控制、網格劃分方法和inp文件的修改，無需裝配即可實現無限區域的建立。 后續將繼續更新在無限元邊界條件下，地基地震動響應的分析等視頻。
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聲學邊界元的實例教程
第六課主要講了如何利用聲學邊界元方法計算一板塊振動噪聲。本課程中詳細講解了幾何建模，結構網格劃分以及聲學邊界元網格制作的過程，是一個完整的分析流程。聲學邊界元方法的計算本來是打算放在后面進行的，但是由于最近論壇上不停有朋友問聲學邊界元相關內容，所以在這里提前奉獻這一內容。有關聲學邊界元的其它內容，例如聲學邊界元的聲振耦合計算、在邊界元中進行耦合模態分析以及多極邊界元相關內容將在后續的課程中講解。從下一節課程開始，還是回到正軌，繼續把聲學有限元中的AML計算方法給大家進行一個講解！包括AML方法計算外場噪聲、AML方法計算散射聲場以及直接聲振耦合加AML方法計算板塊隔聲量等內容。
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展開 我們在實際研發CAE軟件過程中發現難的不是這些多物理場公式等的編寫，難的是如何在現有的結構CAE軟件基礎上在前后處理和求解器層面分別加入其它分析能力，同時又保持原有框架的可擴展性和易維護性，當然，拋開多物理場，就算僅研發結構CAE軟件如何在維持現有框架結構基礎上在軟件層面添加新的功能也是實際中我們需要花大力氣研究的一個關鍵點，這也是我們理解的在研發上理論上的有限元和工程上的有限元分析的最大區別。
現階段我們只討論聲學物理場，由于聲學涉及的問題較多，我們僅限于和實際工作中用到的和結構強相關的部分內容，水平有限，同時對聲學理論等理解的也不夠透徹，可能有很多問題，大家有疑問也歡迎多討論。分幾篇文章來說明，本篇是聲學分析（2）-邊界元。
由于聲腔區域很多都是均勻的，這個區域很容易只要表達出邊界情況就能確定解，所以邊界元在聲學中經常用到，iSolver僅僅聚焦有限元，對于聲學有限元，我們團隊自己將結構有限元改造，加入了基于有限元的聲學分析模塊，但對于聲學邊界元，我們沒有做實際的開發，也不打算在邊界元領域深耕，只是希望和其它團隊合作在iSolver上二次開發，當然，很多人連自主CAE軟件直接操作都懶得試一下，更不要說愿意投入大把時間基于自主CAE軟件二次開發，但只要有人有意愿在iSolver平臺上二次開發，我們都會鼎力支持，現在的iSolver平臺已完全支持基于python和C++的二次開發。另一個團隊在iSolver前后處理平臺上二次開發完成聲學邊界元模塊，因為涉及界面的邊界元整體流程和底層的數據接口、聲振耦合傳遞等，所以我們對聲學邊界元略有了解，但比起真正做邊界元的還是差很多，僅記錄下我們理解的邊界元公式和開發難點。
展開 解聲學邊界元法進行聲振耦合計算。在本課中使用一平面波激勵一圓柱結構，然后利用聲振耦合計算場點聲壓分布、結構振動位移等參數。本課講解之后，作為最基本的聲學有限元、聲學邊界元、聲振耦合計算等就已經有了一個基本的體系，希望廣大朋友細心總結前十一課的內容。下一節課將對聲學有限元、聲學邊界元、聲振耦合計算做一個橫向的演示課程，讓大家更深入和更靈活地運用這些知識。
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展開 論壇里的number5wei最近做了個對比計算，就是使用一個簡單的模型，進行基于結構模態的聲振耦合計算，分別使用聲學邊界元方法（BEM）與聲學有限元方法（FEM-AML）計算，然后查看兩種方法計算得到的板塊振動位移幅值與場點聲壓級有何不同。針對number5wei的問題，我給大家做了一個對比算例，可以看出兩種方法計算出的結果是高度一致的！有興趣的朋友可以下載看一下，也對各種方法的靈活使用有幫助。另外，我個人感覺LMS Virtual.Lab有一個最大的好處，就是使用結構樹，大家完全可以根據結構樹，重現操作步驟。
計算模型示意圖：
2000Hz時結構振動位移幅值云圖對比：
2000Hz時場點聲壓級對比：
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展開 共享一個二維常單元求解HELMHOLTZ方程的聲學邊界元程序，及數據文件，供大家參考
consT1-2EX.rar
duct.rar
聲學邊界元的相關專題、標簽、搜索
聲學邊界元的最新內容
利用Sim 3D 2206版本對赫姆霍茲諧振器進行聲學仿真求解時，出現“流體邊界條件 Visco-Thermal Treatment(1)部分或完全分布于非流體和非多孔彈性單元”的錯誤提示。麻煩問一下3個月前
[圖片]
聲振耦合分析之邊界元法8個月前
聲振耦合分析之邊界元法 分析步驟簡要介紹： 1 模型簡化、材料屬性、邊界條件、載荷及響應梳理； 2 振動響應分析；或者來自外部的振動響應結果； 3 聲學邊界元設置； 4 求解計算及結果查看； 5 方法總結 如果你想要了解這些，不要猶豫可以聯系我。
之前介紹了一個感應加熱同時進行淬火2D的一個例子。
DEFORM利用邊界元法模擬感應加熱+淬火[2D ]
后臺有同學需要3D的例子，其實和2D差不多，所不同的是3D的感應線圈需要設置電流出入口。
此示例同樣需要一個額外的 DAT 文件 (DEF_INDH.DAT)，與2D內容一樣。
本次材料和DAT文件與2D案例一樣。
要點：
感應加熱3D
<p> </p><p>盡管有限元法的適應性極強，并具有廣闊的應用領域，但這種利用局部定義的多項展開式來實現的方法仍有某些不足之處。具體來進，困難出現在如下兩種情況下：（a）問題的定義域為無限域時，（b）存在奇異性（部分或全部導數為無窮大）時。</p><p>顯然，無限域無法用有限的單元來得到；而用多項展開式來描述奇異性時則近似程度很差。事實上，收斂定理在后一個問題中已不再能使用，因為在奇異點附近泰勒展開式不再收斂
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<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202407/attachment/03ccdac5ed814e0aa972e93cde6e8994.png" style="text-align: center">
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混凝土的細觀結構決定著其宏觀破壞行為，對混凝土在結構尺度上采用細觀模型將導致巨大的計算量而難以實現，表征體元（?REV）?方法可選取一定的平均范圍來描述混凝土的性質和行為，這對于理解和模擬混凝土的損傷機理至關重要。
本案例在Abaqus內采用Random Sphere RVE 3D（Mesh
<p class="ql-align-justify">abaqus中周期性邊界條件的施加一般通過方程約束，手動設置不僅繁瑣而且很容易出錯。根據文獻《Unit cells for micromechanical analyses of particle-reinforced composites》中簡單立方體胞元周期性邊界條件的施加方法，開發Python腳本，可以根據用戶提供的三維數組創建網格
有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）中的邊界條件是指在建立有限元模型時，需要定義的模型邊界上的條件，以便模擬真實系統中的邊界行為。這些條件可以是位移、力、壓力、溫度等，它們對應著真實系統中的約束或外部加載。
通常情況下，邊界條件可分為以下幾類：
1） 位移邊界條件：指在模型的某些邊界上給定位移的條件。例如，可以固定某些邊界上的位移，或者指定某些邊界上的位移大小和方向
流體用聲學有限元形式，然后用Nastran的glue或者Abaqus的Tie和結構有限元綁定，此時流體的壓力會作為外載荷作用到結構上，耦合面結構的加速度也會作為聲學有限元的邊界，即前面聲學有限元章節中的Inward volume acceleration。
1.1 聲學邊界元方程推導
聲學邊界元的標準推導可以直接看理論的書，我們只懂有限元，所以照著邊界元的理論書盡量按上一篇有限元的強方程-->弱方程-->有限元近似的流程重新簡要推導了一下。
1.1.1 強方程
聲學邊界元方程的推導最主要的是如何把一個體內域V的計算直接轉為只要知道邊界上的物理量就行。
還是從Helmholtz聲學波動方程出發。
