abaqus聲學(xué)壓強(qiáng)的案例
Abaqus聲學(xué)分析
討論
Abaqus具備了基本的聲學(xué)有限元分析能力，可以求解如下問題：
--求解固體流體區(qū)域的聲傳播問題，考慮聲吸收和聲耗散。
--可以求解聲固耦合問題，聲固界面容易創(chuàng)建，固體計算較為專業(yè)。
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文章來源：CAE之家
Abaqus聲學(xué)分析實(shí)例分享
基本物理量
聲壓：
設(shè)氣體的初始壓強(qiáng)為P0，受到聲擾動后，壓強(qiáng)為P0+P。則這個壓強(qiáng)改變量就稱為聲壓，單位為Pa，一般取其有效值。
聲壓級：
聲壓級 (Sound Pressure Level) 定義為聲壓得有效值與基準(zhǔn)聲壓的有效值之比的常用對數(shù)20倍（取分貝單位），即
式中，Pe是測量聲壓，Pr是參考聲壓，Pr通常取2×10-5Pa，它是人耳對1kHz空氣聲所能感覺到的最低聲音的聲壓。
ABAQUS聲學(xué)問題文檔
ABAQUS聲學(xué)問題.pdf
利用ABAQUS聲學(xué)建模問題.pdf
剛找到的兩個文檔，還不錯，分享給大家~
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列44：聲學(xué)分析（3）-濕模態(tài)
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會。iSolver包括完整的前后處理和有限元求解器，功能如下，有興趣可直接在下面網(wǎng)址下載：
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2 聲學(xué)分析
Abaqus雖然是結(jié)構(gòu)計算軟件，但如今隨著系統(tǒng)的復(fù)雜，結(jié)構(gòu)與其它物理場的耦合也越來越頻繁，因此，Abaqus也將自己的計算能力往其它物理場擴(kuò)展，其中，熱學(xué)、聲學(xué)、流體和電磁學(xué)等都是Abaqus多物理場的擴(kuò)展的典型應(yīng)用。熱學(xué)主要計算熱膨脹時結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化和熱傳導(dǎo)等現(xiàn)象，本身和結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，所以Nastran、Abaqus等結(jié)構(gòu)軟件都會包括熱分析功能；流體由于達(dá)索已經(jīng)收購了業(yè)界兩款最好的基于最近大熱的LBM粒子算法的商業(yè)軟件PowerFlow和Xflow，可能處于產(chǎn)品線的發(fā)展考慮，把基于有限元方法的Abaqus/CFD模塊直接停止開發(fā)了，但保留了Abaqus中的CEL模塊，專門處理流固耦合問題；而聲學(xué)模塊主要處理聲腔內(nèi)的模態(tài)分析和聲傳播問題；電磁模塊至今不涉及，在此不討論了。這幾個多物理場的擴(kuò)展每一項都需要單獨(dú)的其它物理場的專業(yè)知識和結(jié)構(gòu)專業(yè)的融合，也許大家都和我們一樣只熟悉結(jié)構(gòu)的算法，對陌生的其它專業(yè)總覺得非常難，但其實(shí)靜下心來系統(tǒng)學(xué)習(xí)一下，其它專業(yè)的內(nèi)容并不是想象的那么困難，結(jié)構(gòu)有限元學(xué)好了，其它專業(yè)都是一通百通的。譬如下面的聲學(xué)有限元理論公式我們就可以完全按照結(jié)構(gòu)有限元的流程推導(dǎo)。
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有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列42： 聲學(xué)分析(1)-有限元
聲場本質(zhì)上是存在于流體域中，流體在沒有聲場的情況下本身就有壓強(qiáng)，譬如大家熟知的水下h米的壓強(qiáng)p0是密ρ*g*h，奮斗者號下潛到1萬米的承受的壓力相當(dāng)于在我們的指甲蓋上站一頭大象。
如果有儀器能直接測試壓強(qiáng)，當(dāng)對面有個噪聲源發(fā)聲時，可以發(fā)現(xiàn)測得的壓強(qiáng)變?yōu)榱藀0+p，增加的p就是聲壓，聲學(xué)量均為一級微量，即聲壓值數(shù)量級遠(yuǎn)低于介質(zhì)中的靜態(tài)壓強(qiáng)。
1.2.2 聲音的傳播
聲壓是與時間和空間相關(guān)，整個區(qū)域的聲壓隨時間變化的過程就是聲音在三維空間的傳播過程，聲音的傳播靠的是互相臨近的質(zhì)點(diǎn)在平衡位移的微笑擾動造成質(zhì)點(diǎn)之間的擠壓，質(zhì)點(diǎn)本身并不會傳播，只是一種運(yùn)動形態(tài)的傳播，而且介質(zhì)中傳播的都是小振幅聲波。聲音是可壓縮的，否則傳遞聲音就是無窮快，想象一個不可壓縮的剛性梁左側(cè)的力會瞬間傳遞到右側(cè)。
1.3 聲學(xué)有限元的理論推導(dǎo)
我們首先關(guān)注聲學(xué)有限元，因此下面著重介紹一下聲學(xué)有限元的計算方法，只不過我們換個角度，從結(jié)構(gòu)有限元的角度去理解它。
1.3.1 強(qiáng)方程
有限元都是對偏微分方程的求解，在有限元中偏微分方程也稱為強(qiáng)方程。
（1）對于結(jié)構(gòu)某點(diǎn)受單位力，它的偏微分方程：
表示單位體積內(nèi)的外力f是內(nèi)部應(yīng)力隨位移的梯度，本質(zhì)上還是牛頓的內(nèi)外結(jié)構(gòu)力平衡。
（2）對聲學(xué)，Abaqus或者專門的聲學(xué)軟件VA One、VirtualLab等都是求解的穩(wěn)態(tài)問題，即在頻域求解。
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列43：聲學(xué)分析(2)-邊界元
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會。
通用結(jié)構(gòu)有限元CAE軟件iSolver操作視頻：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
==第43篇：聲學(xué)分析==
Abaqus雖然是結(jié)構(gòu)計算軟件，但如今隨著系統(tǒng)的復(fù)雜，結(jié)構(gòu)與其它物理場的耦合也越來越頻繁，因此，Abaqus也將自己的計算能力往其它物理場擴(kuò)展，其中，熱學(xué)、聲學(xué)、流體和電磁學(xué)等都是Abaqus多物理場的擴(kuò)展的典型應(yīng)用。熱學(xué)主要計算熱膨脹時結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化和熱傳導(dǎo)等現(xiàn)象，本身和結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，所以Nastran、Abaqus等結(jié)構(gòu)軟件都會包括熱分析功能；流體由于達(dá)索已經(jīng)收購了業(yè)界兩款最好的基于最近大熱的LBM粒子算法的商業(yè)軟件PowerFlow和Xflow，可能處于產(chǎn)品線的發(fā)展考慮，把基于有限元方法的Abaqus/CFD模塊直接停止開發(fā)了，但保留了Abaqus中的CEL模塊，專門處理流固耦合問題；而聲學(xué)模塊主要處理聲腔內(nèi)的模態(tài)分析和聲傳播問題；電磁模塊至今不涉及，在此不討論了。這幾個多物理場的擴(kuò)展每一項都需要單獨(dú)的其它物理場的專業(yè)知識和結(jié)構(gòu)專業(yè)的融合，也許大家都和我們一樣只熟悉結(jié)構(gòu)的算法，對陌生的其它專業(yè)總覺得非常難，但其實(shí)靜下心來系統(tǒng)學(xué)習(xí)一下，其它專業(yè)的內(nèi)容并不是想象的那么困難，結(jié)構(gòu)有限元學(xué)好了，其它專業(yè)都是一通百通的。譬如下面的聲學(xué)有限元理論公式我們就可以完全按照結(jié)構(gòu)有限元的流程推導(dǎo)。
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