瞬態聲學的案例
LMS Virtual.Lab 聲學視頻教程 第十五課 瞬態振動與瞬態邊界元
在一些聲學問題中經常會遇到瞬態求解問題，比如汽車關門聲研究、打高爾夫球聲學問題研究、碰撞聲學問題研究等等。這一課中，主要講解LMS Virtual.Lab中瞬態振動結構求解器的應用以及瞬態聲學邊界元。LMS Virtual.Lab中的時域邊界元求解器是目前世界上唯一一款絕對收斂、可靠、并且經過工程驗證的求解器，擁有強大的時域聲學計算功能，另外，隨著結構求解器Samcef以及NX Nastran的逐漸嵌入，使得LMS Virtual.Lab中也擁有了瞬態結構振動響應求解的能力，這樣用戶不依靠其它結構有限元軟件，就可以在LMS Virtual.Lab完成瞬態振動響應求解、瞬態聲學求解這一完整過程。本課中主要講解了兩個內容：
1、使用LMS Virtual.Lab中的瞬態結構有限元求解器進行瞬態振動響應計算。
2、通過瞬態結構有限元求解器計算的結果進行瞬態聲學分析。
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在一些聲學問題中經常會遇到瞬態求解問題，比如汽車關門聲研究、打高爾夫球聲學問題研究、碰撞聲學問題研究等等。這一課中，主要講解LMS Virtual.Lab中瞬態振動結構求解器的應用以及瞬態聲學邊界元。LMS Virtual.Lab中的時域邊界元求解器是目前世界上唯一一款絕對收斂、可靠、并且經過工程驗證的求解器，擁有強大的時域聲學計算功能，另外，隨著結構求解器Samcef以及NX Nastran的逐漸嵌入，使得LMS Virtual.Lab中也擁有了瞬態結構振動響應求解的能力，這樣用戶不依靠其它結構有限元軟件，就可以在LMS Virtual.Lab完成瞬態振動響應求解、瞬態聲學求解這一完整過程。本課中主要講解了兩個內容：
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2、通過瞬態結構有限元求解器計算的結果進行瞬態聲學分析。
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在一些聲學問題中經常會遇到瞬態求解問題，比如汽車關門聲研究、打高爾夫球聲學問題研究、碰撞聲學問題研究等等。這一課中，主要講解LMS Virtual.Lab中瞬態振動結構求解器的應用以及瞬態聲學邊界元。LMS Virtual.Lab中的時域邊界元求解器是目前世界上唯一一款絕對收斂、可靠、并且經過工程驗證的求解器，擁有強大的時域聲學計算功能，另外，隨著結構求解器Samcef以及NX Nastran的逐漸嵌入，使得LMS Virtual.Lab中也擁有了瞬態結構振動響應求解的能力，這樣用戶不依靠其它結構有限元軟件，就可以在LMS Virtual.Lab完成瞬態振動響應求解、瞬態聲學求解這一完整過程。本課中主要講解了兩個內容：
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展開 在 COMSOL 中對瞬態聲學進行仿真
這些指標很有用，例如，如果你想使瞬態模擬的結果更容易在對數尺度上解釋，將結果與聲壓級計的測量結果進行比較，或者對瞬態信號將如何被人耳感知感興趣。
這篇文章我們介紹了如何計算各種瞬態聲學指標，包括頻率權重、時間權重和時間平均。這里概述的定義和主要后處理步驟可用于任何瞬態聲學仿真。
本文來自：COMSOL博客
COMSOL MULTIPHYSICS 5.3版和揚聲器仿真相關的更新
3.壓力聲學的時域仿真瞬態 接口中新增了完美匹配層 (PML)
完美匹配層常用于默認的可能會產生不希望的偽數值反射的一階非反射邊界條件的情況，通過使用完美匹配層，您可以用模仿波移動至無限域的外部層來截斷計算域。
在 COMSOL Multiphysics? 5.3 版本中，壓力聲學，瞬態 物理場接口現在對基于有限元法的瞬態聲學仿真包含了時域完美匹配層功能。這一功能在前幾版本中僅適用于壓力聲學，頻域 接口和對流波動方程，時域顯式 接口。用戶可以從定義 節點添加完美匹配層，然后可以對笛卡爾坐標系、柱坐標系及球坐標系中的三維、二維軸對稱、二維和一維幾何模型選擇多項式或有理數縮放選項。
4. 新增時域中的熱粘性聲學瞬態接口
熱粘性聲學 節點已擴展為包含一個用于瞬態線性熱粘性聲學仿真的接口，其中包含由高斯脈沖等任意時變信號表示的源項。熱粘性聲學的瞬態接口適用于模擬熱損耗和粘滯損耗非常重要的系統中的瞬態波傳播，這類系統通常用于類似移動設備、小型揚聲器、麥克風或穿孔板的孔這樣小尺寸的應用中。
此接口可以通過熱粘性聲-結構邊界 多物理場接口與固體力學、殼 及膜 等結構力學應用和接口相耦合。
5.磁路拓撲優化
揚聲器驅動單元中磁路的拓撲優化示例。使用拓撲優化后，可以確定非線性鐵軛的形狀，確保其性能最優的同時盡量減小重量，縮小了最初的設計范圍。
繪制的優化二維軸對稱磁路幾何中的磁通密度。
歡迎專注微信公眾號：揚聲器系統設計與仿真
展開 MSC全球發布Actran 17商業及學生版
這一新版本為用戶帶來了更便捷，更快速的振動聲學仿真功能和全新的瞬態氣動聲學仿真技術
Actran 17版本主要亮點：
全新的瞬態氣動聲學仿真功能：Actran的時域求解器中加入氣動噪聲仿真能力，可用來分析由瞬態流場產生的噪聲現象，如工程機械開啟過程或加速過程中的氣動噪聲。
SNGR氣動聲學技術的并行加速功能：SNGR技術可用于從穩態RANS CFD結果中合成氣動聲源，從而降低流噪聲分析成本（不需要瞬態CFD結果）。新版本提供了SNGR對并行計算的支持以及接近線性的加速比。測試表明，當使用SNGR技術從一個2千5百萬網格的CFD結果提取聲源時，借助4核加速可使處理時間縮短4倍。
網格自適應功能的增強：新版本支持結構殼網格隨頻率的自適應生成以及等效流體的多孔介質網格隨頻率的自適應生成。此次新增功能可與原有的流體網格自適應功能結合，從而大大提升振動聲學分析的效率。測試表明，對汽車防火墻隔聲問題的分析效率可提高至7倍。
其他一系列新功能可提升振動聲學問題的分析效率：
Mumps求解器的單精度算法可將計算時間縮短至50%
在讀取Nastran結果文件時，支持讀取帶有局部坐標信息的OP2結果文件
可使用平面波合成方式模擬由湍流邊界層產生的對結構的激勵加載
針對航天應用，Actran 17版本推出了航天聲振問題建模模板，可在幾分鐘內搭建混響實驗室中的測試結構受強聲場激勵的數值模型。
新推出的能量后處理分析工具可針對大型結構的振動響應進行空間平均和頻率平均的能量分析，從而為研究結構的中高頻振動問題提供了便利。
此外，該軟件版本還進行了大量的易用性和性能改進。
Actran 17學生版：
為方便廣大同學了解并練習Actran的基本功能，MSC推出了Actran 17學生版。
展開 ANSYS Mechanical 2022 新功能更新：求解器、NVH、疲勞
耦合場系統
耦合靜態場分析支持壓電材料及聲學物理場，使用的是Coupled Field Static模塊。
FRF相關性分析
通過 FRF相關性分析，能夠幫助用戶判斷仿真結果是否可信。
聲學Acoustics
瞬態聲學分析支持兩種PML邊界條件，3D rectangular PML和3D irregular PML。
二、NVH工具箱
MAC 計算器
支持模態選擇與重新排序、識別匹配模態、UNV節點的節點選擇和位置調整、UNV模型方向(坐標系、剛體變換或3節點對齊)等等。
應力/應變恢復
應力/應變恢復根據模態坐標文件 (MCF) 從模態分析得到的模態疊加計算彈性應力/應變。
三、振動疲勞
Design Life Mechanical UI允許在諧響應工況后選擇PSD進行振動疲勞分析。
文章篇幅有限
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展開 Ansys新品發布會 | 3月活動安排一覽
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3月3日 | Ansys Mechanical 2022 R1 功能更新——Mechanical NVH 解決方案
簡介：Ansys Mechanical 在2022 R1版本推出了新的NVH工具箱，包含模態置信準則（MAC）計算，試驗模態（UNV）文件調諧，模態動畫對比等功能；推出了全新的子結構（模態綜合法超單元）生成模塊，生成的超單元可以方便導入后續的模態及諧響應分析中，對后續的模態疊加法分析流程也做出了改進；同時，在耦合問題（Maxwell-Mechanical或多場單元）動力學計算、大規模問題分布式處理（DCS）等方面都有重大改善；聲學方面：提升了瞬態聲學計算的Perfectly Matched Layers (PML) 邊界條件。
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3月3日 | Ansys Mechanical 2022 R1 功能更新——Mechanical NVH 解決方案
簡介：Ansys Mechanical 在2022 R1版本推出了新的NVH工具箱，包含模態置信準則（MAC）計算，試驗模態（UNV）文件調諧，模態動畫對比等功能；推出了全新的子結構（模態綜合法超單元）生成模塊，生成的超單元可以方便導入后續的模態及諧響應分析中，對后續的模態疊加法分析流程也做出了改進；同時，在耦合問題（Maxwell-Mechanical或多場單元）動力學計算、大規模問題分布式處理（DCS）等方面都有重大改善；聲學方面：提升了瞬態聲學計算的Perfectly Matched Layers (PML) 邊界條件。
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3月3日 | Ansys Mechanical 2022 R1 功能更新——Mechanical NVH 解決方案
簡介：Ansys Mechanical 在2022 R1版本推出了新的NVH工具箱，包含模態置信準則（MAC）計算，試驗模態（UNV）文件調諧，模態動畫對比等功能；推出了全新的子結構（模態綜合法超單元）生成模塊，生成的超單元可以方便導入后續的模態及諧響應分析中，對后續的模態疊加法分析流程也做出了改進；同時，在耦合問題（Maxwell-Mechanical或多場單元）動力學計算、大規模問題分布式處理（DCS）等方面都有重大改善；聲學方面：提升了瞬態聲學計算的Perfectly Matched Layers (PML) 邊界條件。
展開 基于COMSOL的微米激光復合材料熱應力超聲波仿真 ￥1000
使用固體傳熱，固體力學，壓力聲學，瞬態 三個模塊。
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
MEMS 器件的仿真優化---降低微鏡的阻尼損耗
此外，通過將壓力聲學的瞬態完美匹配層功能耦合到熱粘性聲學域，我們可以在時域中為此模型創建有效的無反射邊界條件（nonreflecting boundary condition，簡稱 NRBC）。
瞬態分析結果
我們先看看位移結果。三維結果（下圖左）顯示了微鏡在給定時間的位移和壓力分布。我們還生成了一個繪圖（下圖右）來說明熱損耗和粘滯損耗引起的阻尼振動。綠色曲線表示當周圍空氣沒有耦合到微鏡運動時，微鏡的無阻尼響應。通過時域仿真可以研究系統的瞬態行為，例如衰減時間以及系統對非簡諧力的響應。
微鏡位移和壓力分布（左）以及微鏡位移的瞬態演變（右）。
除此之外，我們還可以研究微鏡周圍的聲學溫度變化。微鏡表面的等溫條件產生聲熱邊界層。和頻域示例一樣，最高溫度和最低溫度位置相反。
此外，通過計算微鏡的聲速變化可以看出，微鏡表面的無滑移條件會產生粘性邊界層。
聲學溫度變化（左）和聲速變化中的x 分量（中）和 z 分量（右）。
來源：COMSOL
展開 ANSYS中的阻尼等聲學知識及實例
明確ANSYS中的阻尼，聲吸收，阻抗的含義：
阻尼是指動力學問題相關的能量損失，可以在瞬態或諧波聲學中包括。聲的吸收和阻抗指壓力自由度相關的損失。ANSYS中的阻抗用來標識聲表面可以吸收能量的開關，MU指能量在指定聲表面被吸收的數量。這個用途對ANSYS是特殊的，意義比廣義聲學中更為嚴格。
通常的一個誤解是約束的邊界是吸收邊界。實際上這種邊界反射壓力脈沖并將其反號。各種邊界條件總結如下：
MU值 DOF（自由度約束) 結果邊界條件
u=0 未約束 無壓力反號
Mu=1 未約束 吸收邊界（仿佛另一側有相同材料）
Mu=∞ 未約束 壓力反向的反射邊界
Mu=any 約束 壓力反向的反射邊界
Mu=0 模擬剛性壁條件：無吸收，100%反射聲能。Mu<1表示（至少是典型如此）聲波從低密度流體進入高密度流體。例如聲波在空氣中傳播碰到空氣/水界面就像遇到剛性墻壁，因此Mu會很小，為0.05。在譜的另一端，MU=∞相應于壓力釋放（P=0）邊界。聲在水中傳播遇到空氣/水界面就如同是p=0邊界。這樣大的MU值可以用于模擬聲在水中傳播的空氣/水邊界。如果要模擬聲從高密度媒質到低密度媒質，設定的MU值應大于1。
下面例子示意了阻尼和聲吸收的使用。這個問題是聲學管，類似于管弦樂和弦，施加到一端的壓力向另一端傳遞在盡頭反射。問題包括壓力波的幾次反復，表明在管封閉端的吸收。包括了不同的阻尼值（對阻尼矩陣）和MU（吸聲端）。阻抗值對全反射邊界為0，有吸收的為1。
展開 Ansys Mechanical | 軟件介紹：業界一流的有限元求解器
wx_fmt=gif&from=appmsg"></p><p class="ql-align-center"><br></p><h1><strong>Ansys Mechanical 有限元分析軟件 </strong></h1><p><br></p><p>Ansys Mechanical 是業界一流的有限元求解器，具有結構、熱學、聲學、瞬態和非線性功能，可幫助改進建模。</p><p><strong>NO.1軟件概覽</strong></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/XUJorxDYRKRVcgS91JRTGvWkdD1mpibZW6lB58iaZcnic2aHAs3oJ83hXlX5LTucWQRvYVxAVlwHRZUD93pkpVP6A/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1"></p><p><br></p><p>Ansys Mechanical 創建了一個使用有限元仿真分析軟件（FEA）進行結構分析的集成平臺。Mechanical 是具有完整分析工具的動態環境，從準備幾何結構進行分析到連接其它物理場以實現更高的保真度。可定制的直觀用戶界面使各個級別的工程師能夠快速而滿懷信心地獲得答案。</p><p>Ansys Workbench 可支持與商業 CAD 工具的可靠連接，提供點擊按鈕設計點更新，流體和電氣求解器可提供無縫集成的多物理場功能。
展開 數字化轉型 | Danfoss Drives全面普及仿真技術實現可持續發展
· Ansys Mechanical是業界領先的有限元求解器，具有結構、熱學、聲學、瞬態和非線性功能，可幫助改進建模。
· Ansys Fluent是業界領先的流體仿真軟件，以其先進的物理場建模功能和行業領先的精度而著稱。
· Ansys Icepak可提供強大的電子冷卻解決方案，利用行業領先的Ansys Fluent計算流體力學（CFD）求解器對集成電路（IC）、封裝、印刷電路板（PCB）和電子設備進行熱分析和流體流動分析。
· Ansys SIwave可幫助您對現代高性能電子產品中典型的高速信道和整個供電系統進行建模、仿真和驗證。
· Ansys Twin Builder是一款開放式解決方案，可幫助工程師通過混合分析創建基于仿真的數字孿生。
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