abaqus聲固耦合的案例
ABAQUS案例—ABAQUS中聲固耦合、聲輻射分析方法 ￥4
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，而且它是向外無限延伸的，因此直接用聲學(xué)有限單元去模擬無限的空氣區(qū)域是不合理的。在Abaqus中可以通過兩種方式來模擬無限聲學(xué)介質(zhì)的影響：一,使用聲學(xué)無限單元；二，用阻抗邊界來模擬。
在對外部的噪聲輻射問題進行仿真分析時，無限單元法的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。無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。
對于邊界阻抗技術(shù)，實質(zhì)上屬于無反射邊界條件。然而當(dāng)用此來模擬結(jié)構(gòu)外部的區(qū)域時，結(jié)構(gòu)與輻射表面的距離必須足夠大（通常取聲波波長的1/3）。
聲學(xué)無限單元計算公式與聲輻射阻抗邊界的計算有幾個關(guān)鍵的區(qū)別：無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)。雖然無限元計算每個單元的花費更高，但是無限單元的要比阻抗邊界精確很多，因此通過減小無限元的單元規(guī)模，從而可以大大的降低結(jié)構(gòu)總的計算時間；本案例即是講解無限元單元法在模擬噪聲分析中的應(yīng)用。
展開 雙向流固聲耦合圓柱體入水（STAR-CCM+&abaqus） ￥1300
因此，以平頭圓柱體為例，本案例運用STAR-CCM+&abaqus對圓柱體入水100m/s過程進行模擬，得到了結(jié)構(gòu)入水過程中周圍流場和自身響應(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
揚聲器設(shè)計與仿真-聲固耦合
01
—
聲固耦合
當(dāng)一個振動的結(jié)構(gòu)體驅(qū)動了傳遞聲壓波的氣體或液體（流體）時，就會有聲音產(chǎn)生。振動著的物體可以是板、膜或固體。流體介質(zhì)中的壓力波也會在固體中產(chǎn)生振動。這個過程也被稱為聲-結(jié)構(gòu)相互作用。這個相互作用是雙向的。
對“聲-結(jié)構(gòu)相互作用”的研究涉及到兩個不同領(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都強到足以發(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
揚聲器中，音圈的上下移使揚聲器的振膜發(fā)生振動。這會使周圍的空氣產(chǎn)生壓力變化，并產(chǎn)生能讓人聽到的聲音信號。揚聲器振膜周圍的空氣也會影響圓錐體本身的運動；其中的一個例子就是所謂的“附加質(zhì)量”。
揚聲器空氣隨動質(zhì)量計算
在揚聲器的設(shè)計和優(yōu)化過程中，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手進行雙向聲固耦合。
以Comsol自帶的揚聲器模型為例進行說明。聲固耦合在單獨的多物理場耦合模塊中設(shè)置。如下圖所示。
既然進行手動耦合，那么先刪除這個聲結(jié)構(gòu)邊界。然后在聲場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。
和軟件自動耦合結(jié)果對比，結(jié)果是完全一致的。只存在非常微小的數(shù)值計算誤差。
03
—
拓展
手動聲固耦合除了加深對軟件計算背后的原理的理解之外，還有一個額外的好處。當(dāng)可以認(rèn)為聲場對固體振動影響很小時，可以手動進行單向的固體到聲場的耦合。
展開 基于聲固耦合的水下復(fù)雜目標(biāo)聲散射研究
摘要
針對現(xiàn)有簡單模型對水下實際目標(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二維潛艇簡單模型受激勵后的散射聲場進行了數(shù)值仿真分析。利用ANSYS有限元分析軟件對相同簡化模型進行計算對比, 計算結(jié)果基本吻合, 驗證了COMSOL在計算大型目標(biāo)散射聲場時的有效性。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, 提高了模型相對于實際目標(biāo)的逼真度, 仿真了受激勵后的再輻射聲場。其結(jié)果可對水下主動探測裝備發(fā)展提供參考。
水下目標(biāo)聲散射可看作目標(biāo)受激勵后的再輻射過程。隨著電子計算機技術(shù)的不斷發(fā)展, 有條件對水下目標(biāo)散射聲場進而對主動聲吶回波信號進行較為精確的數(shù)值仿真, 避免了頻繁進行海試試驗, 節(jié)省了大量的人力物力[1]。通過相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn), 國內(nèi)對于水下結(jié)構(gòu)的散射聲場數(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], 但只是針對簡單模型進行仿真。近年來, 有學(xué)者利用新型多物理場耦合分析軟件COMSOL Multiphysics進行了簡單形狀模型以及小型加肋殼體模型的嘗試[3]。初步驗證了利用該軟件計算目標(biāo)散射聲場的可行性, 但未見更復(fù)雜模型的仿真報道。而更加真實的目標(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軟件對復(fù)雜潛艇艙室結(jié)構(gòu)進行了聲固耦合數(shù)值仿真分析, 為提高主動聲吶回波信號仿真逼真度提供了有效借鑒。
展開 
基于optistruct聲固耦合模態(tài)分析 ￥80
看到技術(shù)鄰上很多人都在問聲固耦合模態(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對流固耦合的結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，以及了解聲腔對結(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，對空腔結(jié)構(gòu)（比如汽車車室）進行流固耦合模態(tài)分析，可以了解到聲腔對結(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)振動領(lǐng)域應(yīng)用相對較多的如油箱流固耦合、聲腔耦合分析等，通過進行聲腔與鈑金耦合分析可以了解車身結(jié)構(gòu)件的振動特性及靈敏度。模擬流體對結(jié)構(gòu)動力學(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
本案例模型見收費內(nèi)容部分，凡購買本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說明在仿真操作上還有什么疑問可互相交流。
展開 轎車聲固耦合低頻噪聲的有限元分析
轎車聲固耦合低頻噪聲的有限元分析
惠巍，劉史，吳立臺
〔西北工業(yè)人學(xué)機電學(xué)院，西安710072)
[摘要】建立結(jié)構(gòu)載荷激勵卜乘坐室空腔聲學(xué)系統(tǒng)和聲固禍合系統(tǒng)的有限元模型利用有限元軟件ANSYS
和IM S V irtual l}對某轎車乘坐室結(jié)構(gòu)與空腔聲模態(tài)的頻率和振型進行分析.采用自接法和模態(tài)疊加法對該轎車
車內(nèi)噪聲仿真結(jié)果進行比較.指出采用模態(tài)疊加法計算聲固禍合問題時.對于結(jié)構(gòu)模態(tài)階數(shù)的提取要求通過計算
仿真分析該模型低頻噪聲在頻域中的分布情況.為降低山結(jié)構(gòu)振動引起的車內(nèi)低頻噪聲提供結(jié)構(gòu)修改和聲學(xué)修改
依抓
關(guān)鍵詞:乘坐室，有限元模型，聲固藕合，模態(tài)疊加法
轎車聲固耦合低頻噪聲的有限元分析.rar
展開 基于Hypermesh和Nastran的聲固耦合頻率響應(yīng)分析
模型描述：
外部為長方形鐵盒，如圖1所示。
圖1 結(jié)構(gòu)有限元模型
材料類型為MAT1各向同性材料。材料參數(shù)為：彈性模量2e5Mpa 泊松比0.3
密度7.85-9ton/mm^3
單元類型為shell。
內(nèi)部為空氣，如圖2所示。
圖2 聲腔有限元模型
材料類型為MAT10 流體材料。材料參數(shù)為：密度1.2e-12 ton/mm^3 聲速340000mm/s
單元類型為Psolid，需要注意的是在Psolid的第八域內(nèi)設(shè)定為PFLUID表示為流體單元。
另外需要將組成流體單元的節(jié)點的第七域設(shè)定為-1，表示組成流體單元的節(jié)點。
（Card Edit-Nodes-Edit進行設(shè)定）
展開 基于HyperWorks的聲固耦合系統(tǒng)不確定性分析與優(yōu)化
摘要：在實際工程問題中，計算模型、材料屬性、幾何特性及測量響應(yīng)等有關(guān)的誤差或者不確定性現(xiàn)象廣泛存在，雖然各個參數(shù)的不確定范圍較小，但這些不確定性耦合在一起可能使結(jié)構(gòu)響應(yīng)產(chǎn)生較大的偏差，因此在工程分析中，應(yīng)將不確定性考慮在內(nèi)。聲固耦合系統(tǒng)由聲學(xué)域和結(jié)構(gòu)域組成，結(jié)構(gòu)域的振動會激勵聲學(xué)域的壓力波動，聲學(xué)域的聲壓波動也會反過來作用在結(jié)構(gòu)域上對其產(chǎn)生影響，在聲學(xué)域與結(jié)構(gòu)域及其耦合面均存在不確定性影響因素，本文將某型客車對聲固耦合系統(tǒng)的不確定性分析方法展開研究，基于HyerWorks對可客車聲學(xué)響應(yīng)進行仿真分析，并對不確定系統(tǒng)進行魯棒性優(yōu)化，減小聲場的性能波動性。
關(guān)鍵詞：不確定性分析；HyperWorks；聲學(xué)仿真；魯棒性優(yōu)化；
備注：詳細(xì)案例見附件
基于HyperWorks的聲固耦合系統(tǒng)不確定性分析與優(yōu)化.pdf
展開 駕駛室結(jié)構(gòu)振動及其聲固耦合噪聲響應(yīng)分析
駕駛室結(jié)構(gòu)振動及其聲固耦合噪聲響應(yīng)分析
劉 鵬,劉 更,惠 巍
(西北工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院,西安 710072)
摘 要:利用有限元分析軟件ANSYS和聲學(xué)分析軟件SYSNO ISE對卡車駕駛室的振動與內(nèi)部聲場耦合做了數(shù)值計
算分析研究。介紹了振動頻響分析方法,動力學(xué)計算與聲學(xué)邊界元模型耦合的具體步驟。通過計算分析,分別研究
了駕駛室結(jié)構(gòu)的聲固耦合模型與非耦合模型對室內(nèi)聲場的影響,從而找出在不同的壁板厚度條件下,聲固耦合作用
對室內(nèi)噪聲的影響,以及駕駛室內(nèi)聲場的變化規(guī)律。
關(guān) 鍵 詞:駕駛室;振動;聲學(xué);有限元;邊界元;聲固耦合
駕駛室結(jié)構(gòu)振動及其聲固耦合噪聲響應(yīng)分析.pdf
展開 LMS virtual lab 間接邊界元計算聲固耦合流程(修改版) ￥25
一、前處理
用Nastran計算結(jié)構(gòu)的模態(tài)并輸出OP2文件(即在analysis里選擇Normal modes ,選擇solution type——result output Format——將op2 勾選上) 讓后進行分析就能得到op2文件了
打開LMS Virtual.Lab，進入start ——acoustics——acoustics Harmonic BEM模塊，F(xiàn)ile——import結(jié)構(gòu)網(wǎng)格structure（模態(tài)加屬性） 再次file——Import BEM網(wǎng)格（只輸入網(wǎng)格，不選模態(tài)和屬性）
XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知
1）Abaqus 和XFlow 的協(xié)同仿真屬于FSI 仿真類型，即流固耦合仿真；
2）XFlow 必須在Labs 模式下運行，激活Labs 模式的路徑是：Main menu > Options > Preferences > Application mode> Labs；
3）建議使用Abaqus 2018 及以上版本；
4）Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)沒有安裝，那么請按以下方式進行安裝：假設(shè)版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務(wù)二進制文件夾寫入系統(tǒng)path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應(yīng)的安裝盤符和文件夾。
6）如果版本是2019不用安裝5)中的步驟，但也需要建立上述環(huán)境變量。
7）協(xié)同仿真時，數(shù)據(jù)是雙向交互式進行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時的所有模型參數(shù)建議使用SI單位制。
展開 
學(xué)完技術(shù)鄰ABAQUS流固耦合課程，能解決哪些實際流固耦合問題？
很多人學(xué)習(xí)ABAQUS流固耦合前都會困惑：“學(xué)完到底能解決工作 / 科研中的哪些具體問題？” 技術(shù)鄰 ABAQUS 流固耦合定制培訓(xùn)，依托全行業(yè)真實項目經(jīng)驗，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)完就能針對性解決實際問題，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)域的流固耦合問題，多涉及高溫、高壓、隨機載荷等復(fù)雜工況，技術(shù)鄰課程能幫你解決以下關(guān)鍵問題：
1. 航天器尾噴管碰撞耦合問題
1) 實際痛點：尾噴管在工作中受高溫氣流沖擊，同時承受隨機振動載荷，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力超標(biāo)、隔熱層脫落等風(fēng)險；
2) 課程解決方案：教你用 “多物理場（CEL/SPH/ALE）技術(shù)”，設(shè)置高溫材料屬性（隨溫度變化的彈性模量、熱導(dǎo)率），模擬隨機載荷下尾噴管與隔熱層的碰撞過程，精準(zhǔn)計算碰撞應(yīng)力與振動響應(yīng)，確保結(jié)構(gòu)安全；
3) 應(yīng)用成果：學(xué)員曾用該方法解決某航天器尾噴管 “碰撞后局部應(yīng)力超 350MPa” 問題，優(yōu)化后應(yīng)力降至 280MPa 以下，符合工程標(biāo)準(zhǔn)。
1. 反無人機抓捕網(wǎng)動力學(xué)耦合問題
1) 實際痛點：抓捕網(wǎng)發(fā)射后，受氣流影響易出現(xiàn)展開形態(tài)不規(guī)則、無法精準(zhǔn)包裹無人機的情況；
2) 課程解決方案：指導(dǎo)選擇 “Membrane 膜單元” 構(gòu)建高柔性抓捕網(wǎng)模型，設(shè)置不同氣流速度參數(shù)（如 10m/s、15m/s、20m/s），模擬網(wǎng)體與空氣的相互作用，分析展開時間與形態(tài)，優(yōu)化網(wǎng)眼大小、材質(zhì)剛度等參數(shù)；
3) 應(yīng)用成果：某安防領(lǐng)域?qū)W員通過學(xué)習(xí)，將抓捕網(wǎng) “有效包裹率” 從 65% 提升至 92%，解決實際部署中的抓捕失效問題。
二、汽車領(lǐng)域：聚焦降噪、熱管理核心痛點，貼合主機廠需求
汽車行業(yè)的流固耦合問題，直接關(guān)系駕駛體驗與安全，技術(shù)鄰課程能針對性解決兩大核心場景問題：
1.
展開 淺談流固耦合：幾個基礎(chǔ)問題及解決相關(guān)問題的軟件基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例
MPCCI：相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平臺，能耦合很多求解器，如fluent+abaqus，應(yīng)當(dāng)說是最專業(yè)的流固耦合平臺。
comsol：據(jù)說是專業(yè)的多物理場計算軟件，具體沒用過，不好說。
abaqus：專長在于固體計算，但是自從6.10版之后添加了CFD模塊，沒用過，不知道能力如何，不過對于abaqus公司的研發(fā)能力應(yīng)當(dāng)值得期待。 star ccm+：這個軟件很有意思，里頭包含了一個利用FVM計算固體應(yīng)力的模塊，看了例子，不知道計算準(zhǔn)不準(zhǔn)確。
下載地址：基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例
展開 Abaqus熱流固耦合——一維熱固結(jié)問題
當(dāng)土壤承受負(fù)荷和溫度變化時，必須解決一個描述變形，孔隙流體流動和通過土壤傳熱的方程組耦合問題，以準(zhǔn)確預(yù)測固結(jié)行為。在這個問題中，說明了Abaqus / Standard對一維熱固結(jié)建模的能力。研究了一維全飽和土在恒定表面載荷和恒定表面溫度下的固結(jié)行為，并將所得結(jié)果與Aboustit等人的結(jié)果進行了比較。 （1985）。
問題描述
該問題可以視為與1.15.1節(jié)“ Terzaghi固結(jié)問題”的熱學(xué)對應(yīng)。該部分中的討論同樣適用于此問題，此處不再贅述。圖1.15.6-1顯示了線性彈性土柱在恒定表面壓力和恒定表面溫度下的一維熱彈性固結(jié)。該列高7個單位，寬2個單位。土體底部受到約束，并且除允許自由流動的頂表面外，土體的所有側(cè)面均不可滲透。頂表面承受1單位的恒定壓力和50單位的恒定溫度。假定土壤已完全飽和。重力被忽略了。 Aboustit等人報道的材料性能。 （1985）被使用。土壤是彈性的，模量為6000單位，泊松比為0.4。土壤的滲透率為4×10-6單位，比重為1單位。由于Aboustit等。 （1985年）只使用了一組熱性質(zhì)，對于固體和孔隙流體使用相同的熱性質(zhì)。比熱為40單位，密度為1單位。土壤和孔隙流體的電導(dǎo)率為0.2單位，熱膨脹系數(shù)為0.3×10-6。
One-dimensional thermal consolidation model.
限制了所有垂直于側(cè)面的位移以強制執(zhí)行一維行為。固結(jié)分析使用具有自動時間步長的瞬態(tài)土固結(jié)步驟進行。此問題的時間步進由兩個參數(shù)控制：一個參數(shù)控制溫度場時間積分的準(zhǔn)確性，另一個參數(shù)控制孔隙流體流時間積分的準(zhǔn)確性。孔隙流體溶液的穩(wěn)定性極限為
它規(guī)定了最小時間增量。該方程式中使用的變量在《 Abaqus Analysis用戶指南》第6.8.1節(jié)“耦合的孔隙流體擴散和應(yīng)力分析”中定義。
展開 Abaqus熱流固耦合——圍繞圓柱形熱源進行固結(jié)
雖然這個問題說明了埋在土壤中的熱源的物理問題的耦合性質(zhì)，但是耦合性質(zhì)相對較弱。因此，雖然孔隙流體流場主要由孔隙流體和孔隙的相對熱體積膨脹驅(qū)動，因此直接取決于溫度場，但是熱傳遞問題對孔隙流體流不敏感。例如，可以通過考慮對流傳熱來實現(xiàn)更強的耦合，其中傳熱速率直接受孔隙流體速度影響。耦合的其他潛在來源包括磁導(dǎo)率對空隙率的依賴性，空隙率取決于材料中的應(yīng)變水平（包括熱膨脹）。盡管在Abaqus / Standard的配方中考慮了此類影響，但在當(dāng)前問題中忽略了這些影響。
abaqus熱流固耦合分析.rar
Abaqus熱流固耦合——圍繞圓柱形熱源進行固結(jié).pdf
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