abaqus聲固耦合
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus聲固耦合的視頻教程
ABAQUS案例—ABAQUS中聲固耦合、聲輻射分析方法精講
ABAQUS中有一套完整的聲固耦合分析方法。本課程詳細(xì)講述了ABAQUS中的聲固耦合分析、聲輻射分析方法。噪聲輻射分析中，需要模擬附著在結(jié)構(gòu)上的外部空氣，而且它是向外無(wú)限延伸的，因此直接用聲學(xué)有限單元去模擬無(wú)限的空氣區(qū)域是不合理的。在Abaqus中可以通過(guò)兩種方式來(lái)模擬無(wú)限聲學(xué)介質(zhì)的影響：一,使用聲學(xué)無(wú)限單元；二，用阻抗邊界來(lái)模擬。
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Ansys workbench Harmonic Acoustics聲固耦合聲固諧響應(yīng)分析
采用ANSYS Workbench 2019版Harmonic Acoustics模塊計(jì)算了10-10000HZ的聲信號(hào)作用下的聲場(chǎng)、聲壓作用到結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變、變形與頻率的關(guān)系曲線。
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ABAQUS：聲固耦合模擬圓柱殼在爆炸荷載下的響應(yīng)
1：分總波法和散波法兩種 2：通過(guò)geers-hunter壓力模型添加相關(guān)參數(shù)
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abaqus聲固耦合的實(shí)例教程
本案例（附件中inp）講述了ABAQUS中的聲固耦合分析、聲輻射分析方法。ABAQUS中有一套完整的聲固耦合分析方法。
噪聲輻射分析中，需要模擬附著在結(jié)構(gòu)上的外部空氣，而且它是向外無(wú)限延伸的，因此直接用聲學(xué)有限單元去模擬無(wú)限的空氣區(qū)域是不合理的。在Abaqus中可以通過(guò)兩種方式來(lái)模擬無(wú)限聲學(xué)介質(zhì)的影響：一,使用聲學(xué)無(wú)限單元；二，用阻抗邊界來(lái)模擬。
在對(duì)外部的噪聲輻射問(wèn)題進(jìn)行仿真分析時(shí)，無(wú)限單元法的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。無(wú)限單元可以直接在結(jié)構(gòu)上定義，或者也可以在聲學(xué)有限單元區(qū)域的終面上定義。
對(duì)于邊界阻抗技術(shù)，實(shí)質(zhì)上屬于無(wú)反射邊界條件。然而當(dāng)用此來(lái)模擬結(jié)構(gòu)外部的區(qū)域時(shí)，結(jié)構(gòu)與輻射表面的距離必須足夠大（通常取聲波波長(zhǎng)的1/3）。
聲學(xué)無(wú)限單元計(jì)算公式與聲輻射阻抗邊界的計(jì)算有幾個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別：無(wú)限單元采用更高階的差值函數(shù)，而聲輻射邊界則采用一階差值函數(shù)。雖然無(wú)限元計(jì)算每個(gè)單元的花費(fèi)更高，但是無(wú)限單元的要比阻抗邊界精確很多，因此通過(guò)減小無(wú)限元的單元規(guī)模，從而可以大大的降低結(jié)構(gòu)總的計(jì)算時(shí)間；本案例即是講解無(wú)限元單元法在模擬噪聲分析中的應(yīng)用。
展開(kāi) 因此，以平頭圓柱體為例，本案例運(yùn)用STAR-CCM+&abaqus對(duì)圓柱體入水100m/s過(guò)程進(jìn)行模擬，得到了結(jié)構(gòu)入水過(guò)程中周圍流場(chǎng)和自身響應(yīng)變化。
適用領(lǐng)域：航行體入水沖擊，船舶砰擊，海洋結(jié)構(gòu)物漂浮等領(lǐng)域。ST
01
—
聲固耦合
當(dāng)一個(gè)振動(dòng)的結(jié)構(gòu)體驅(qū)動(dòng)了傳遞聲壓波的氣體或液體（流體）時(shí)，就會(huì)有聲音產(chǎn)生。振動(dòng)著的物體可以是板、膜或固體。流體介質(zhì)中的壓力波也會(huì)在固體中產(chǎn)生振動(dòng)。這個(gè)過(guò)程也被稱為聲-結(jié)構(gòu)相互作用。這個(gè)相互作用是雙向的。
對(duì)“聲-結(jié)構(gòu)相互作用”的研究涉及到兩個(gè)不同領(lǐng)域的物理學(xué)分支的相互結(jié)合：聲學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)。在某些情況下，流體中的聲壓波和固體的振動(dòng)都強(qiáng)到足以發(fā)生顯著的相互影響，從而產(chǎn)生雙向的耦合。
在聲固耦合邊界
固體沿著交界面法向的加速度作用于流體
聲壓以法向單位面積載荷作用于固體
02
—
雙向聲固耦合
揚(yáng)聲器中，音圈的上下移使揚(yáng)聲器的振膜發(fā)生振動(dòng)。這會(huì)使周圍的空氣產(chǎn)生壓力變化，并產(chǎn)生能讓人聽(tīng)到的聲音信號(hào)。揚(yáng)聲器振膜周圍的空氣也會(huì)影響圓錐體本身的運(yùn)動(dòng)；其中的一個(gè)例子就是所謂的“附加質(zhì)量”。
揚(yáng)聲器空氣隨動(dòng)質(zhì)量計(jì)算
在揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程中，就必須要考慮到這些影響。
從上一節(jié)聲固耦合圖示中，可以清楚的知道聲固耦合原理。那么我們可以自己動(dòng)手進(jìn)行雙向聲固耦合。
以Comsol自帶的揚(yáng)聲器模型為例進(jìn)行說(shuō)明。聲固耦合在單獨(dú)的多物理場(chǎng)耦合模塊中設(shè)置。如下圖所示。
既然進(jìn)行手動(dòng)耦合，那么先刪除這個(gè)聲結(jié)構(gòu)邊界。然后在聲場(chǎng)中定義法向加速度邊界，在到固體力學(xué)中加載邊界的聲壓。
和軟件自動(dòng)耦合結(jié)果對(duì)比，結(jié)果是完全一致的。只存在非常微小的數(shù)值計(jì)算誤差。
03
—
拓展
手動(dòng)聲固耦合除了加深對(duì)軟件計(jì)算背后的原理的理解之外，還有一個(gè)額外的好處。當(dāng)可以認(rèn)為聲場(chǎng)對(duì)固體振動(dòng)影響很小時(shí)，可以手動(dòng)進(jìn)行單向的固體到聲場(chǎng)的耦合。
展開(kāi) 摘要
針對(duì)現(xiàn)有簡(jiǎn)單模型對(duì)水下實(shí)際目標(biāo)的仿真逼真度較差的情況, 利用COMSOL聲固耦合算法以及完全匹配層對(duì)二維潛艇簡(jiǎn)單模型受激勵(lì)后的散射聲場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)相同簡(jiǎn)化模型進(jìn)行計(jì)算對(duì)比, 計(jì)算結(jié)果基本吻合, 驗(yàn)證了COMSOL在計(jì)算大型目標(biāo)散射聲場(chǎng)時(shí)的有效性。最后以某型潛艇結(jié)構(gòu)為原型構(gòu)建了內(nèi)部艙室結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)材料屬性, 提高了模型相對(duì)于實(shí)際目標(biāo)的逼真度, 仿真了受激勵(lì)后的再輻射聲場(chǎng)。其結(jié)果可對(duì)水下主動(dòng)探測(cè)裝備發(fā)展提供參考。
水下目標(biāo)聲散射可看作目標(biāo)受激勵(lì)后的再輻射過(guò)程。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展, 有條件對(duì)水下目標(biāo)散射聲場(chǎng)進(jìn)而對(duì)主動(dòng)聲吶回波信號(hào)進(jìn)行較為精確的數(shù)值仿真, 避免了頻繁進(jìn)行海試試驗(yàn), 節(jié)省了大量的人力物力[1]。通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn), 國(guó)內(nèi)對(duì)于水下結(jié)構(gòu)的散射聲場(chǎng)數(shù)值仿真大都采用有限元與邊界元相結(jié)合的方法, 并在工程應(yīng)用方面取得了良好的結(jié)果[2], 但只是針對(duì)簡(jiǎn)單模型進(jìn)行仿真。近年來(lái), 有學(xué)者利用新型多物理場(chǎng)耦合分析軟件COMSOL Multiphysics進(jìn)行了簡(jiǎn)單形狀模型以及小型加肋殼體模型的嘗試[3]。初步驗(yàn)證了利用該軟件計(jì)算目標(biāo)散射聲場(chǎng)的可行性, 但未見(jiàn)更復(fù)雜模型的仿真報(bào)道。而更加真實(shí)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)建模在仿真應(yīng)用中又是不可忽略的, 因此文中借助COMSOL軟件對(duì)復(fù)雜潛艇艙室結(jié)構(gòu)進(jìn)行了聲固耦合數(shù)值仿真分析, 為提高主動(dòng)聲吶回波信號(hào)仿真逼真度提供了有效借鑒。
展開(kāi) 看到技術(shù)鄰上很多人都在問(wèn)聲固耦合模態(tài)怎么分析、控制卡片如何設(shè)置等。本案例主要給大家演示如何使用optistruct對(duì)流固耦合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，以及了解聲腔對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)的影響。流固耦合法被廣泛地應(yīng)用于聲學(xué)和噪音控制領(lǐng)域，對(duì)空腔結(jié)構(gòu)（比如汽車車室）進(jìn)行流固耦合模態(tài)分析，可以了解到聲腔對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)的影響，為研究耦合系統(tǒng)的聲學(xué)特性提供可靠的理論參考。在我們汽車結(jié)構(gòu)振動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用相對(duì)較多的如油箱流固耦合、聲腔耦合分析等，通過(guò)進(jìn)行聲腔與鈑金耦合分析可以了解車身結(jié)構(gòu)件的振動(dòng)特性及靈敏度。模擬流體對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性影響的分析方法有很多種，如流固耦合法、虛擬質(zhì)量法等。
聲固耦合模態(tài)分析結(jié)果動(dòng)畫
技術(shù)鄰網(wǎng)友求助
聲腔、結(jié)構(gòu)、聲固耦合模態(tài)分析頻率結(jié)果
聲腔模態(tài)頻率
結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率
聲固耦合模態(tài)頻率
本案例模型見(jiàn)收費(fèi)內(nèi)容部分，凡購(gòu)買本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說(shuō)明在仿真操作上還有什么疑問(wèn)可互相交流。
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【全套源文件】STAR-CCM+ & Abaqus 聯(lián)合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合(FSI)深度解析
【相關(guān)領(lǐng)域】：船舶與海洋工程、兵器科學(xué)、航空航天等跨域問(wèn)題
【軟件版本】：STAR-CCM+ 2406 ABAQUS 202X以上
本人研究方向?yàn)楹Ｑ蠛叫衅骺缬蚨辔锢韴?chǎng)耦合，指導(dǎo)過(guò)多位相關(guān)專業(yè)碩士博士研究生，科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。
1. 算例簡(jiǎn)介
本資源針對(duì)高速入水沖擊這一強(qiáng)非線性流固耦合難題
推薦你選擇技術(shù)鄰 “ABAQUS 項(xiàng)目導(dǎo)航定制培訓(xùn)” 課程，該課程依托扎實(shí)的師資團(tuán)隊(duì)與豐富的工程案例庫(kù)，能有效幫你攻克流體大變形與固體交互的強(qiáng)非線性難題，且平臺(tái)服務(wù)模式成熟，可靠性強(qiáng)。
一、技術(shù)鄰課程：攻克強(qiáng)非線性問(wèn)題的專業(yè)選擇
對(duì)于你在結(jié)構(gòu)分析中遇到的 “流體大變形與固體交互強(qiáng)非線性” 難題，技術(shù)鄰 “ABAQUS 項(xiàng)目導(dǎo)航定制培訓(xùn)” 課程憑借 “資深師資 + 工程案例庫(kù) + 定制化服務(wù)
強(qiáng)烈推薦你選擇 技術(shù)鄰“ABAQUS 項(xiàng)目導(dǎo)航定制培訓(xùn)” 中的流固耦合相關(guān)課程，該課程完全契合 “操作與理論并重” 的核心需求，能從基礎(chǔ)幫你搭建流固耦合分析能力體系。
一、技術(shù)鄰課程核心適配性
作為專注于工程仿真領(lǐng)域的專業(yè)平臺(tái)，技術(shù)鄰?fù)瞥龅?“ABAQUS 項(xiàng)目導(dǎo)航定制培訓(xùn)” 課程，從課程設(shè)計(jì)、內(nèi)容覆蓋到服務(wù)模式，全方位匹配結(jié)構(gòu)仿真工程師 “補(bǔ)流體基礎(chǔ) + 學(xué)流固耦合 + 重操作與理論”
很多人在選擇流固耦合課程時(shí)，擔(dān)心 “花了錢、耗了時(shí)間，最后還是不會(huì)用”—— 這正是普通課程的常見(jiàn)問(wèn)題。而技術(shù)鄰的ABAQUS流固耦合定制培訓(xùn)，從 “降低學(xué)習(xí)成本、提升學(xué)習(xí)回報(bào)” 出發(fā)，讓你不用在 “無(wú)效學(xué)習(xí)” 上浪費(fèi)精力，每一分鐘的投入都能轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的能力。
一、時(shí)間成本：普通課程 “繞遠(yuǎn)路”，技術(shù)鄰 “抄近道”
學(xué)習(xí)ABAQUS流固耦合的核心時(shí)間成本，在于 “多久能學(xué)會(huì)解決自己的問(wèn)題
作為一名機(jī)械專業(yè)研究生，我曾因課題需要學(xué)習(xí) ABAQUS 流固耦合，卻屢屢被 “復(fù)雜理論、建模報(bào)錯(cuò)、沒(méi)人指導(dǎo)” 勸退 —— 直到報(bào)名技術(shù)鄰的定制培訓(xùn)，才真正體驗(yàn)到 “零基礎(chǔ)也能輕松入門” 的學(xué)習(xí)過(guò)程。以下是我的真實(shí)體驗(yàn)，希望能幫到和我一樣怕踩坑的初學(xué)者。
一、課前：不用 “啃厚書”，需求溝通就像 “聊家常”
最初我擔(dān)心 “沒(méi)基礎(chǔ)，老師會(huì)不會(huì)不耐煩”，但技術(shù)鄰的課前溝通完全打消了我的顧慮：
ABAQUS流固耦合學(xué)習(xí)的核心痛點(diǎn)是 “學(xué)了理論不會(huì)用，案例脫離實(shí)際”，而技術(shù)鄰《ABAQUS 流固耦合項(xiàng)目導(dǎo)航定制培訓(xùn)》的核心優(yōu)勢(shì)，就在于以真實(shí)行業(yè)案例為核心，覆蓋多場(chǎng)景、適配多人群，讓你從 “跟著案例學(xué)” 到 “用案例方法解決自己的問(wèn)題”。無(wú)論是航空航天的高精尖項(xiàng)目，還是汽車、科研領(lǐng)域的常見(jiàn)需求，都能在技術(shù)鄰找到對(duì)應(yīng)的實(shí)用案例，學(xué)完即可遷移應(yīng)用。
一、案例覆蓋全行業(yè)：從航空航天到生物醫(yī)藥，
很多人學(xué)習(xí)ABAQUS流固耦合前都會(huì)困惑：“學(xué)完到底能解決工作 / 科研中的哪些具體問(wèn)題？” 技術(shù)鄰 ABAQUS 流固耦合定制培訓(xùn)，依托全行業(yè)真實(shí)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，聚焦航空航天、汽車、科研等領(lǐng)域的核心流固耦合難題，讓你學(xué)完就能針對(duì)性解決實(shí)際問(wèn)題，避免 “學(xué)了用不上”。
一、航空航天領(lǐng)域：解決高精尖耦合難題，匹配工程可靠性要求
航空航天領(lǐng)域的流固耦合問(wèn)題，多涉及高溫、高壓、隨機(jī)載荷等復(fù)雜工況，技術(shù)鄰課程能幫你解決以下關(guān)鍵問(wèn)題
選擇ABAQUS流固耦合課程時(shí)，很多人陷入糾結(jié)：“技術(shù)鄰的課和普通課程到底差在哪？” 其實(shí)答案很明確 ——普通課程多是 “教軟件操作”，技術(shù)鄰課程則是 “幫你解決問(wèn)題、學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的方法”。從教學(xué)模式、服務(wù)保障、學(xué)習(xí)效果到師資案例，技術(shù)鄰全方位突破普通課程的局限，徹底避免 “學(xué)完不會(huì)用、遇到問(wèn)題沒(méi)人管” 的尷尬。
一、教學(xué)模式：“你的項(xiàng)目當(dāng)教材” vs “通用案例湊課時(shí)”
這是兩者最核心的差異
ABAQUS流固耦合學(xué)習(xí)不是 “一刀切”—— 高校研究生怕 “做不出論文數(shù)據(jù)”，企業(yè)工程師怕 “解決不了項(xiàng)目難題”，科研院所人員怕 “仿真結(jié)果不精準(zhǔn)”。普通課程用統(tǒng)一內(nèi)容應(yīng)對(duì)所有需求，自然容易卡殼；而技術(shù)鄰的 ABAQUS 流固耦合定制培訓(xùn)，針對(duì)不同身份用戶的 “專屬痛點(diǎn)” 提供解決方案，讓每個(gè)人都能 “學(xué)有成效”。
一、高校研究生：怕 “課題卡殼畢不了業(yè)”？技術(shù)鄰幫你快速拿到核心數(shù)據(jù)
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此為Abaqus高級(jí)通用技術(shù)之流固耦合專題培訓(xùn)-杭州站 11.7-11.9 的【全款鏈接】
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