ansys 聲學(xué)仿真模塊
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys 聲學(xué)仿真模塊的視頻教程
ANSYS聲學(xué)仿真模塊簡(jiǎn)介（濕模態(tài)仿真流程）
講解新版本標(biāo)準(zhǔn)聲學(xué)模塊及老版本聲學(xué)插件安裝、加載方法；通過一個(gè)具體的實(shí)例講解濕模態(tài)仿真基本流程。
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ANSYS Siwave 及circuit模塊場(chǎng)路協(xié)同模擬PCB板真實(shí)工況下的遠(yuǎn)場(chǎng)仿真操作教程
本課程適合哪些人學(xué)習(xí)： 1、電磁仿真設(shè)計(jì)領(lǐng)域多年工程經(jīng)驗(yàn)的工程師 2、科研工作者 3、高校理工科老師 4、學(xué)校理工科學(xué)生 5、電磁仿真愛好者 6、學(xué)習(xí)SIWAVE,HFSS等學(xué)習(xí)人員 課程介紹： 1、ANSYS Siwave 及circuit 模塊場(chǎng)路協(xié)同模擬PCB板真實(shí)工況的遠(yuǎn)場(chǎng)仿真操作Step By Step操作教學(xué)視頻 2、講師提供教程相關(guān)模型進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練，提高用戶的實(shí)際操作能力
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ansys 聲學(xué)仿真模塊的實(shí)例教程
研究?jī)?nèi)容：
傳統(tǒng)的聲學(xué)吸收器被用于具有與工作波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)暮穸鹊慕Y(jié)構(gòu)，這在低頻范圍的實(shí)際應(yīng)用中造成了主要障礙。我們提出了一種基于超表面的完美吸收體，能夠在極低頻區(qū)域?qū)崿F(xiàn)聲波的完全吸收。具有深亞波長(zhǎng)厚度至特征尺寸k＝223的超表面由多孔板和螺旋共面氣室組成。基于完全耦合的聲學(xué)熱力學(xué)方程和理論阻抗分析的模擬被用于揭示基礎(chǔ)物理和聲學(xué)性能，顯示出極好的一致性。
圖1.傳統(tǒng)微穿孔板與聲學(xué)超表面的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2.論文中阻抗分析和數(shù)值模擬的吸聲系數(shù)曲線
數(shù)值模擬：
在comsol中利用熱黏性聲學(xué)接口對(duì)聲學(xué)超材料的聲學(xué)特性進(jìn)行仿真分析。建立的幾何模型如下所示。
圖3.幾何模型的構(gòu)建
吸聲系數(shù)曲線的數(shù)值模擬值如下所示：
圖4.數(shù)值模擬中的吸聲系數(shù)
理論計(jì)算：
通過聲電類比法計(jì)算得到聲學(xué)超表面的吸聲系數(shù)，其理論計(jì)算如下：
首先由經(jīng)典的微穿孔理論得到吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻抗和吸聲系數(shù)：
yc為環(huán)繞型腔體的等效聲阻抗：
在計(jì)算軟件中導(dǎo)入吸聲系數(shù)理論計(jì)算的公式，從而計(jì)算出吸聲系數(shù)曲線
吸聲系數(shù)曲線的理論計(jì)算值如下所示
圖5.理論計(jì)算得到的吸聲系數(shù)
綜上，理論計(jì)算和數(shù)值分析的吸聲系數(shù)曲線具有很好的一致性，同時(shí)與論文中的結(jié)果完全相同。
最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號(hào)“320科技工作室”聯(lián)系我們
展開 在COMSOL中，可以用固體力學(xué)或壓力聲學(xué)模塊仿真聲子晶體。
首先以一維聲子晶體為例：
如上圖，模型左右兩部分是不同的材料，并且在左右方向具有周期排列特征。
在物理場(chǎng)中設(shè)置周期性邊界條件：
在周期邊界上設(shè)置一致的網(wǎng)格點(diǎn)，以提高數(shù)值穩(wěn)定性：
仿真得到的一維聲子晶體能帶圖：
對(duì)于實(shí)際的準(zhǔn)周期性模型，可以計(jì)算透射譜，以驗(yàn)證聲子晶體能帶中存在的禁帶現(xiàn)象：
上圖可以明顯看到頻率對(duì)透射率的影響。特定的頻率下，聲波很難從一端傳播到另一端，就是對(duì)應(yīng)的能帶圖中所謂的禁帶。
對(duì)于二維、三維模型，需要根據(jù)對(duì)稱性，建立合適的周期性模型及添加合適的周期性邊界條件。一些二維、三維結(jié)構(gòu)的布里淵區(qū)：
二維聲子晶體能帶：
三維FCC聲子晶體能帶，以及這里選取的周期性結(jié)構(gòu)：
得到的聲子能帶圖：
也可以按實(shí)際路徑長(zhǎng)度，設(shè)定高對(duì)稱點(diǎn)分割，以便后續(xù)添加高對(duì)稱點(diǎn)標(biāo)記：
最后,有相關(guān)需求,歡迎通過公眾號(hào)聯(lián)系我們.
公眾號(hào):320科技工作室.
展開 深入了解內(nèi)核
特邀ANSYS總部首席專家分享最新聲學(xué)仿真技術(shù)
以及電動(dòng)汽車NVH，馬達(dá)振動(dòng)噪聲等多物理場(chǎng)仿真應(yīng)用
想必大部分駕駛員都有過類似的經(jīng)歷：高速公路行駛時(shí)汽車內(nèi)部變得嘈雜擾人，必須調(diào)高收音機(jī)音量才能聽到喜歡的電臺(tái)節(jié)目或者需要提高嗓音才能與乘客進(jìn)行交談，這是在高速公路駕駛時(shí)空氣湍流流經(jīng)車身造成的…在“人人都想擁有的吹風(fēng)機(jī)”問世前，你是否知道戴森空氣動(dòng)力學(xué)研究負(fù)責(zé)人也對(duì)其團(tuán)隊(duì)發(fā)出靈魂三問：我們?nèi)绾尾拍茏龅酶茫课覀冊(cè)鯓硬拍茏尶諝饬鲃?dòng)更快？我們?cè)鯓硬拍芟諝馔牧鳎?諸如此類場(chǎng)景…其實(shí)聲學(xué)分析被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，如何讓求解相關(guān)聲學(xué)仿真問題更加便捷，工程師怎樣基于ANSYS Workbench對(duì)聲學(xué)問題進(jìn)行快速求解。10月10日，我們將有機(jī)會(huì)與ANSYS首席專家趙力博士面對(duì)面，共話ANSYS聲學(xué)仿真最新技術(shù)和應(yīng)用。本次研討會(huì)將對(duì)ANSYS Mechanical 聲學(xué)產(chǎn)品中的壓力聲學(xué)、建筑聲學(xué)、熱粘聲學(xué)和孔隙彈性聲學(xué)模塊，包括數(shù)理背景、有限元技術(shù)、復(fù)雜聲學(xué)材料特性、邊界條件、激勵(lì)聲源、求解器和HPC技術(shù)、前后處理器以及流固相互作用進(jìn)行詳細(xì)闡述，深入討論振動(dòng)聲學(xué)、ANSYS各產(chǎn)品之間的多物理場(chǎng)耦合技術(shù)與模擬流程及其工程應(yīng)用，相信大家借此機(jī)會(huì)將對(duì)ANSYS Mechanical 聲學(xué)產(chǎn)品有更全面的了解。
特邀嘉賓
趙力博士，1983年畢業(yè)于南京工學(xué)院電子工程系。
展開 開篇點(diǎn)題，不說廢話，直接給出生成梁?jiǎn)卧氖謩?dòng)操作方式和模塊化命令流。
手動(dòng)操作
介紹一下標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)梁?jiǎn)卧孛嫣匦裕阌诤罄m(xù)的梁?jiǎn)卧：?em>仿真。
1，CAD做成sat文件：首先生成面域
2，file導(dǎo)入ACIS
3，定義單元，劃分網(wǎng)格
ET,1,plane82 !添加單元類型plane82
LSEL,all !選擇所有線段
LESIZE,all,10 !設(shè)定網(wǎng)格尺寸，根據(jù)具體圖形尺寸進(jìn)行調(diào)整
MSHAPE,0,2D !采用四邊形網(wǎng)格單元
MSHKEY,0 !采用自由網(wǎng)格
AMESH,ALL !劃分網(wǎng)格
4，截面寫出-界面操作
section->beam->write
5，截面寫入-界面操作
section->beam->read->plot
模塊化命令流
! 模塊化寫出截面命令流
finish
/clear
/prep7
str1 = 'name'
~SATIN,'name','sat',,SURFACES,0
*get,a_count,area,,count ! 獲得面號(hào)
/facet,normal ! 面顯示正常
allsel
ET,1,plane82 !添加單元類型plane82
LSEL,all !選擇所有線段
LESIZE,all,12 !設(shè)定網(wǎng)格尺寸，根據(jù)具體圖形尺寸進(jìn)行調(diào)整
MSHAPE,0,2D !采用四邊形網(wǎng)格單元
MSHKEY,0 !采用自由網(wǎng)格
AMESH,ALL !
展開 DeepSeek等這些生成式AI助手出來之后，看似老舊的Ansys APDL因其具有可純命令流操作全仿真流程的優(yōu)勢(shì)，在某些領(lǐng)域又重獲新生。某些簡(jiǎn)要分析可以一鍵生成，但筆者試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前用deepseek生成的命令流事實(shí)上不能完全直接用于工業(yè)仿真，經(jīng)常生成一段不能直接用來分析的命令流，除非僅僅用來生成極為簡(jiǎn)單的算例（可能是網(wǎng)上樣本不足的緣故吧）。大大影響使用者的工作效率，以及其對(duì)deepseek的信心。因此筆者打算總結(jié)之前用ansys apdl做仿真的8年間的經(jīng)驗(yàn)，分享一些模塊化的命令流塊，與大家交流討論，為迎接后續(xù)deepseek等AI工具更進(jìn)一步精準(zhǔn)升級(jí)做好準(zhǔn)備。
愿景
讓即使是入門者也能通過模塊化命令流快速組拼出一套能夠準(zhǔn)確仿真的全套命令流，服務(wù)用戶，提高效率。
目標(biāo)
開箱即用，模塊組裝，像做樂高一樣仿真。
分享的內(nèi)容
1，ansys的模塊化命令流，一個(gè)小模塊盡量獨(dú)立，解決一類問題。例如截面生成、文件讀寫、結(jié)果后處理等等。
2，基于python對(duì)ansys的二次開發(fā)，例如如何封裝命令流為模塊化函數(shù)。
簡(jiǎn)要介紹
APDL二次開發(fā)的技術(shù)定位與優(yōu)勢(shì)
1， 技術(shù)背景
ANSYS APDL（參數(shù)化設(shè)計(jì)語言）作為有限元分析的核心腳本工具，通過命令流實(shí)現(xiàn)從建模、求解到后處理的全程自動(dòng)化。其模塊化開發(fā)能力可顯著提升復(fù)雜工程問題的仿真效率，尤其在參數(shù)化設(shè)計(jì)、多物理場(chǎng)耦合及批處理優(yōu)化中表現(xiàn)突出。
2， 開發(fā)優(yōu)勢(shì)
靈活性與復(fù)用性：支持宏命令（Macro）封裝常用操作，如材料定義、網(wǎng)格劃分等，實(shí)現(xiàn)“一次開發(fā)，多次調(diào)用”。
展開 
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開篇點(diǎn)題，不說廢話，直接給出生成梁?jiǎn)卧氖謩?dòng)操作方式和模塊化命令流。
手動(dòng)操作
介紹一下標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)梁?jiǎn)卧孛嫣匦裕阌诤罄m(xù)的梁?jiǎn)卧：头抡妗? 1，CAD做成sat文件：首先生成面域
2，file導(dǎo)入ACIS
3，定義單元，劃分網(wǎng)格
ET,1,plane82 !添加單元類型plane82
DeepSeek等這些生成式AI助手出來之后，看似老舊的Ansys APDL因其具有可純命令流操作全仿真流程的優(yōu)勢(shì)，在某些領(lǐng)域又重獲新生。某些簡(jiǎn)要分析可以一鍵生成，但筆者試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前用deepseek生成的命令流事實(shí)上不能完全直接用于工業(yè)仿真，經(jīng)常生成一段不能直接用來分析的命令流，除非僅僅用來生成極為簡(jiǎn)單的算例（可能是網(wǎng)上樣本不足的緣故吧）。大大影響使用者的工作效率，以及其對(duì)deepseek
研究?jī)?nèi)容：
傳統(tǒng)的聲學(xué)吸收器被用于具有與工作波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)暮穸鹊慕Y(jié)構(gòu)，這在低頻范圍的實(shí)際應(yīng)用中造成了主要障礙。我們提出了一種基于超表面的完美吸收體，能夠在極低頻區(qū)域?qū)崿F(xiàn)聲波的完全吸收。具有深亞波長(zhǎng)厚度至特征尺寸k＝223的超表面由多孔板和螺旋共面氣室組成。基于完全耦合的聲學(xué)熱力學(xué)方程和理論阻抗分析的模擬被用于揭示基礎(chǔ)物理和聲學(xué)性能，顯示出極好的一致性。
Acoustics聲學(xué)仿真模塊，求解聲壓波動(dòng)方程，進(jìn)行聲場(chǎng)分析，得到最后的噪聲計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)GB/T1094.10進(jìn)行評(píng)定。
近年來，周期性復(fù)合材料受到了廣泛的關(guān)注。眾所周知，半導(dǎo)體的理論基礎(chǔ)是能帶理論。當(dāng)電子在周期勢(shì)場(chǎng)中傳播時(shí)，就會(huì)形成帶結(jié)構(gòu)（即導(dǎo)帶和禁帶），電子只能在導(dǎo)帶中自由運(yùn)動(dòng)。人們可以通過調(diào)節(jié)半導(dǎo)體超晶格中的物理參數(shù)來設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)帶隙，從而促進(jìn)半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。最近，類似的研究已經(jīng)擴(kuò)展到彈性/聲波在稱為聲子晶體的周期性復(fù)合材料中的傳播。彈性波在周期性復(fù)合介質(zhì)（如聲子晶體）中的傳播是過去十年來許多研究者感興趣的研究對(duì)象
全新Ansys解決方案可幫助官方Made For iPhone（MFi）MagSafe模塊技術(shù)研發(fā)人員降低成本并加快認(rèn)證進(jìn)程
主要亮點(diǎn)
運(yùn)動(dòng)副是兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)聯(lián)接。Workbench里提供了多種joint類型以供模擬不同類型的運(yùn)動(dòng)副。例如：
Revolute：轉(zhuǎn)動(dòng)副，只允許繞局部坐標(biāo)Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)；
Spherical：球鉸副，允許三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，限制三個(gè)方向的平動(dòng)；
Cylindrical：允許Z向平動(dòng)及繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；
下面，我們通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)模塊仿真分析，來學(xué)習(xí)一下workbench
深入了解內(nèi)核
特邀ANSYS總部首席專家分享最新聲學(xué)仿真技術(shù)
以及電動(dòng)汽車NVH，馬達(dá)振動(dòng)噪聲等多物理場(chǎng)仿真應(yīng)用
想必大部分駕駛員都有過類似的經(jīng)歷：高速公路行駛時(shí)汽車內(nèi)部變得嘈雜擾人，必須調(diào)高收音機(jī)音量才能聽到喜歡的電臺(tái)節(jié)目或者需要提高嗓音才能與乘客進(jìn)行交談，這是在高速公路駕駛時(shí)空氣湍流流經(jīng)車身造成的…在“人人都想擁有的吹風(fēng)機(jī)”問世前，你是否知道戴森空氣動(dòng)力學(xué)研究負(fù)責(zé)人也對(duì)其團(tuán)隊(duì)發(fā)出靈魂三問
