ansys 聲學分析的案例
ANSYS軟件在模擬分析聲學換能器中的應用
aANSYS是通常用于分析和設計聲學換能器的有限元軟件之一,通過實例給出分析聲學換能器的處理過程,包括建模、施加載荷、設置求解選項、使用后處理器、以及獲得換能器振動輻射參數的一般過程,并涉及寬帶換能器、矢量換能器的發射與接收問題,對ANSYS有限元軟件模擬換能器的一些經常遇到的問題細節的處理方法做了較全面的概括。還簡要討論了流體中結構模態分析的一般處理方法,對結果數據進行數學運算操作并獲得換能器的特性參數等等。
ANSYS軟件在模擬分析聲學換能器中的應用.pdf
展開 平板聲學分析Ansys
第二種分析后處理方式，
!使用諧波分析法對530－540Hz頻率之間進行頻率掃描計算第一階彎曲模態，從而檢測到結構模型的固有頻率
/solu
antype,harmic
hropt,full
f,131,fY,1000.
alls
nsubst,10
kbc,1
HARF,530,540 !加載頻率530－540
SOLVE
!檢測到結構模型的固有頻率
/post26
plcplx,0
nsol,2,1,u,x,d1ux
store
conjug,3,2
prod,4,2,3
sqrt,5,4
*get,uxmx,vari,5,extrem,tmax
/COM -------------------------------------------------------------
/COM Expected Result:
/COM
/COM The following "uxmx" should equal
/COM -------------------------------------------------------------
*status,uxmx
finish
平板的聲學分析Ansys.doc
展開 Ansys完善的NVH解決方案介紹，涉及聲學求解器、振動沖擊分析等【6月12直播】
Ansys Mechanical NVH 是 Ansys 公司開發的一款用于噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）分析的軟件工具。
本次研討會從電磁激勵分析、振動沖擊分析、聲學分析、聲品質優化四個方面出發，介紹其完善的聲學求解器能力以及Mechanical NVH工具集等關鍵技術。
6月12日，Ansys 2025R1系列研討會『Ansys Mechanical NVH分析綜合解決方案』如期進行，下滑預約??
時間：6月12日（星期四），16：00-17：00
內容簡介：本次網絡研討會主要介紹Ansys 完善的NVH解決方案：電磁激勵分析-振動沖擊分析-聲學分析-聲品質優化；完善的聲學求解器能力。聚焦于與傳統的幾何建模和抽取聲學域相比10倍速的NVH Mesh Workflows，仿真與試驗對標的Mechanical NVH工具集等關鍵技術。
講師：
鄭偉巍 | Ansys高級應用工程師
畢業于哈爾濱工業大學熱力渦輪機專業，20年不同領域的結構有限元仿真應用經驗。目前負責Ansys結構產品技術支持工作，主要負責產品：Mechanical，nCode，Motion。
形式：線上
費用：免費
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技術鄰簡介：
技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
展開 報名：ANSYS首席聲學專家談聲學最新仿真技術和應用研討會
深入了解內核
特邀ANSYS總部首席專家分享最新聲學仿真技術
以及電動汽車NVH，馬達振動噪聲等多物理場仿真應用
想必大部分駕駛員都有過類似的經歷：高速公路行駛時汽車內部變得嘈雜擾人，必須調高收音機音量才能聽到喜歡的電臺節目或者需要提高嗓音才能與乘客進行交談，這是在高速公路駕駛時空氣湍流流經車身造成的…在“人人都想擁有的吹風機”問世前，你是否知道戴森空氣動力學研究負責人也對其團隊發出靈魂三問：我們如何才能做得更好？我們怎樣才能讓空氣流動更快？我們怎樣才能消除空氣湍流？
諸如此類場景…其實聲學分析被廣泛應用于各個行業，如何讓求解相關聲學仿真問題更加便捷，工程師怎樣基于ANSYS Workbench對聲學問題進行快速求解。10月10日，我們將有機會與ANSYS首席專家趙力博士面對面，共話ANSYS聲學仿真最新技術和應用。本次研討會將對ANSYS Mechanical 聲學產品中的壓力聲學、建筑聲學、熱粘聲學和孔隙彈性聲學模塊，包括數理背景、有限元技術、復雜聲學材料特性、邊界條件、激勵聲源、求解器和HPC技術、前后處理器以及流固相互作用進行詳細闡述，深入討論振動聲學、ANSYS各產品之間的多物理場耦合技術與模擬流程及其工程應用，相信大家借此機會將對ANSYS Mechanical 聲學產品有更全面的了解。
特邀嘉賓
趙力博士，1983年畢業于南京工學院電子工程系。
展開 
ANSYS有限元分析從入門到精通
我和ANSYS版另外一個版主zhc198111合編了一本書《ANSYS有限元分析從入門到精通》，由人民郵電出版社出版
內容簡介：
本書分為8篇，共30章。第一篇ANSYS基礎操作篇，包括有限元方法與ANSYS、工作平面、建模、模型的布爾運算、劃分網格等；用實例闡述了ANSYS的前處理、后處理及時間歷程后處理，還特別介紹了ANSYS中CAD模型的導入問題，包括各種典型的數據格式，以及ANSYS與當今流行的三維建模軟件的接口實現。第二篇高級操作篇，包括自適應網格劃分、子模型、單元死活、APDL與UIDL、優化設計；詳細介紹了利用單元死活技術模擬焊接的應用。第三篇結構分析篇，通過大量的工程實例以及一些經典案例，如帶圓孔矩形平板的應力集中、彈簧—質量系統的固有頻率、梁的模態分析等，介紹了結構線性靜力分析、結構非線性分析、結構動力學分析，讓讀者學以致用。第四篇接觸分析篇，包括疲勞分析、接觸分析、彈塑性分析，用實例講解了ANSYS中疲勞、接觸的分析流程。第五篇CFD與熱分析篇，重點闡述ANSYS中不可壓層流以及湍流的模擬、穩態傳熱分析與瞬態傳熱分析。第六篇電磁與聲學篇，包括ANSYS聲學分析、ANSYS電磁場分析，實例講解了ANSYS中聲固耦合實例、二維以及三維靜態、瞬態磁場。第七篇闡述了Workbench仿真平臺及具體的實例應用。第八篇常見疑難解答與經驗技巧集萃，通過大量的實戰技巧介紹幫助讀者提高工作效率，尋找工作捷徑。
本書適用于ANSYS軟件的初、中級讀者，以及有初步使用經驗的技術人員，書中介紹的大量實例也可供高級用戶參考。本書也可作為理工科院校相關專業的本科生、研究生學習ANSYS軟件的教材和相關行業的工程技術人員使用ANSYS軟件的參考書。
展開 【資料】基于聲學有限元FEM Acoustics的聲學散射分析方法
基于聲學有限元FEM Acoustics的聲學散射分析方法
- 聲學有限元計算快，支持直接聲振耦合，所以可計算更高頻率和精確考慮局部阻尼效應等
- 但LMS Virtual.Lab聲學有限元不支持直接散射場計算，那在FEM模塊如何獲得純散射聲場（Scattering Field Only）？
來自西門子工業軟件（北京）有限公司 詹福良博士的資料。
PDF文檔下載：
基于聲學有限元FEM Acoustics的聲學散射.pdf
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 水下潛艇濕模態分析（聲學模態模塊） ￥20
因此，結構自身的振動特性分析是研究其輻射聲場強度分布的基礎。潛艇水下的振動模態，稱為水下潛艇的濕模態。</p>
<p>建模過程中需要建立流固耦合模型，其中流體為理想流體，滿足如下基本假設：</p>
<p>（1）流體是無粘和可壓縮的：</p>
<p>（2）聲波振幅相對較窄，這樣流體密度變化較小；</p>
<p>（3）波傳播與熱力學過程是絕熱的。</p>
<p>注：例子來自《<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS Workbench</a>設計、仿真與優化 第3版》p61，原書中采用插入命令流方式實現流固耦合，之前寫過采用act插件實現，<a href="https://www.yqgqt.org.cn/post/1197433" target="_blank" title="水下潛艇濕模態分析(插入命令流與ACT對比)">水下潛艇濕模態分析(插入命令流與ACT對比)</a>。在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS</a>高版本中，已經帶有聲學<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/fea" class="jsk-anchor">模態分析</a>模塊Modal Acoustics，本文將采用該模塊來分析。
展開 聲學分析分析軟件Actran產品評測地址
聲學分析分析軟件Actran產品評測地址：
http://product.caenet.cn/ShowProduct.aspx?ID=87
聲學分析分析軟件Actran產品評測地址
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Abaqus聲學分析
網格劃分
首先要確保把單元種類選為聲學單元如AC3D20，這里選用二次單元是經過一番比較的。使用不同單元類型與網格密度的結果（聲壓POR最大幅值）比較如下表：
從表中可以看出，二次單元的結果比較穩定，而一次單元的結果受網格密度的影響非常大，網格越密越接近二次單元的結果，但即使用50px的網格，仍有較大誤差，因此實際工程計算中最好采用二次單元。本問題求解頻率300Hz，也就是波長約1m，這樣當單元尺寸為125px即波長的1/20時，計算結果的精度就比較理想了。
9. 結果后處理
首先必須注意某些結果量只有幅值才有意義，比如聲壓POR，計算結果是一個復數值，缺省的輸出是它的實部，沒多大意義，應改成幅值輸出。
主要的輸出量如下：
POR，聲壓
GRADP，聲壓梯度
SPL，聲壓級
文中例子的計算結果如下
10. 討論
Abaqus具備了基本的聲學有限元分析能力，可以求解如下問題：
--求解固體流體區域的聲傳播問題，考慮聲吸收和聲耗散。
--可以求解聲固耦合問題，聲固界面容易創建，固體計算較為專業。
【免責聲明】本文來自有限元在線，版權歸原作者所有，僅用于學習等，對文中觀點判斷均保持中立，若您認為文中來源標注與事實不符，若有涉及版權等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關注！
文章來源：CAE之家
展開 
案例53-MEMS麥克風的聲學分析
聲學邊界條件和載荷
在結構和電氣載荷（溫度和直流偏壓）下進行靜態分析后，進行線性擾動諧波分析，以分析麥克風在輸入壓力波下的響應。在這方面，在聲音端口入口上施加了0.01 m/s的速度和無限輻射邊界。
分析和求解控制
靜態分析
進行大變形（NLGEOM，ON）靜態分析，以在施加溫度下將拉伸應力插入膜中，并在氣隙的膜側引入DC電壓。
在該分析中忽略了聲學單元，但使用了MORPH命令來變形聲學單元，以便為下游線性擾動分析正確地成形聲學單元。在morphi命令上設置StrOpt=YES允許在模型中使用結構單元進行變形：
預應力全諧波響應分析
使用對數跨度選項從20到20000 Hz進行頻率掃描。
在該諧波響應分析中，使用線性攝動法來包括預應力效應；考慮0.45V的DC偏置電壓效應。聲速施加在聲端口入口上，導致膜振動：
結果和討論
靜態分析結果
靜態分析主要用于通過施加直流電壓對結構施加預應力，但也可用于對氣隙的電容（C=電荷/電壓）進行后處理。
預應力全諧波響應分析結果
麥克風可以在可聽頻率帶寬內工作；因此，在此范圍內分析麥克風的靈敏度。靈敏度將輸出電信號表征為施加壓力的函數。理想情況下，靈敏度在頻率范圍內是恒定的，這跟本例的情況幾乎是這樣的：
建議
設置靜電結構和聲學計算時，考慮以下提示和建議：
• 在進行線性擾動諧波分析之前，需要進行預應力分析。
• 聲學網格應足夠精細，以正確捕捉壓力波。
• 為了說明靜態結構分析產生的變形，使用靜態分析中的MORPH命令在聲學流體中變形網格。
參考文獻
Dehé, A. (February, 2007).
展開 平板的聲學分析
本文對平板進行諧響應分析，在板的上部中心位置施加1000N 的力，頻率范圍為530－540Hz，并求得其聲壓分布。結果表明，在共振區域引其振動劇烈所以聲壓較大，符合事實。
本文附有源程序，不過有些地方需要手動操作一下（其中已說明）。
下圖為共振頻率時的聲壓分布：
平板的聲學分析.rar
聲學仿真：船舶噪聲仿真分析
目前噪聲仿真分析技術已擁有聲振耦合分析功能，適用于仿真計算船體設備的振動引起的聲輻射、水下艦艇的聲輻射、阻尼與隔振等問題，并可以通過合理地優化船舶總體結構與各部件，達到減振降噪的目的。圖中是水下某艦艇聲輻射仿真分析應用示例。
平板的聲學分析
本文對平板進行諧響應分析，在板的上部中心位置施加1000N 的力，頻率范圍為530－540Hz，并求得其聲壓分布。結果表明，在共振區域引其振動劇烈所以聲壓較大，符合事實。
本文附有源程序，不過有些地方需要手動操作一下（其中已說明）。
下圖為共振頻率時的聲壓分布：
平板的聲學分析.rar
