ansys聲學仿真實例
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys聲學仿真實例的視頻教程
ansys聲學仿真實例的實例教程
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 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參數化概述
在ANSYS應用程序中，可以將關鍵的仿真特性定義為參數（Parameters）。然后在Workbench中參數管理(Parameter Set)界面下管理參數，通過參數化驅動，實現快速更改仿真模型幾何及拓撲參數、材料參數、網格參數、邊界條件等設置，用來研究和優化不同設計方案下產品性能。
ANSYS中仿真參數化
參數可以在用于結構和流體仿真的所有ANSYS應用程序中定義，如：SpaceClaim、DesignModeler、Meshing、Mechanical、Fluent、CFX-Pre、CFD-Post；上述軟件囊括仿真分析的所有階段：幾何建模、網格劃分、計算求解及后處理。
在Workbench中，參數分為兩種類型：輸入參數和輸出參數。
輸入參數定義被研究系統的幾何形狀或分析輸入。包括幾何形狀參數：模型尺寸、位置及拓撲參數，分析輸入參數：壓力、邊界條件、材料特性和板厚等。
輸出參數是模型的信息，或者是分析的響應輸出。這些包括體積、網格單元數、質量、頻率、應力、速度、壓力、力和熱通量等。
幾何建模參數化
仿真中幾何建模參數包括幾何參數和拓撲參數。
展開 參考例子為ansys幫助中的例子----Example Simulation of a Piezoelectric Actuated Micro-Pump，但是這個例子中在最后的求解中介紹不詳細，這里進行補充，供大家參考與討論，下面依次會提出這里例子的詳細過程：這里先給出兩個基本模型，壓電模型與流體模型，其中，壓電模型包括了壓電分析的大部分步驟，只是最后不需要有求解就可以了，流體模型主要包括網格模型，具體的求解設置等需要在CFX中完成
壓電模型
piezo.rar
流體模型
CFX_fluid.rar
說明：
1，讀者需要具有一定的編寫命令流的能力，以上兩個文件都是用經典ansys的命令流編寫的模型
2，讀者需要具有一定的ansys命令行啟動能力，這個主要是用于去接最后生成的流體以及網格模型
3，讀者具有一定的CFX操作能力，特別是關于網格變形的分析能力
1.rar
首先使用ANSYS Mechanical APDL Product Launcher 14.0運行上面的兩個inp文件，采用batch方式運行，分別生成pfsi-solid.cdb文件和 fluid.cdb 如附件
展開 翻譯：慧和聚成 - 徐麗敏
相關資料：
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來源：Original Ansys Lumerical Ansys 光電大本營
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橡膠擴張變形過程是個典型的非線性過程，而且包含了非線性中的三種情況：
1. 橡膠屬于典型的超彈性材料——
材料非線性
；
2. 橡膠在擴張過程中的應變很大——
幾何非線性；
3. 橡膠擴張過程中存在于擴張件的接觸——
狀態非線性。
因此在仿真過程中，我們要認真關注計算的收斂性問題。下面我們以電纜冷縮終端為例，對橡膠件的擴張過程進行一個仿真，并得出冷縮終端的抱緊力
01 說明
此示例描述了衍射光柵對正入射寬帶平面波的響應。Lumerical提供了一組光柵腳本以及“光柵階數傳輸”分析組，可以輕松計算常見結果，例如不同波長的光柵階數、衍射角和光柵效率，光柵分析組還可用于獲得特定光柵階數的功率分數。
02 綜述
本例中的衍射光柵是平面上半橢球的二維陣列。一個寬帶（0.85~1μm)平面波通常從襯底入射到表面光柵上
研究艦船水下爆炸的破壞效應對于提高艦船的生命力和戰斗力具有非常重要的工程應用價值。
藥包在水中爆炸后首先產生沖擊波，沖擊波的壓力波峰以指數的形式衰減；同時，炸藥變成高壓的氣體爆炸生成物，氣泡在周圍水介質的作用下，膨脹和壓縮，產生滯后流和一次或多次脈動壓力；沖擊波到達自由面后，在一定的水域內產生很多空泡層，當上層的表面水層在大氣壓力和重力的作用下下落時，由于比其下層的空泡層的加速度大，便與空泡層相碰
ANSYS參數化概述
在ANSYS應用程序中，可以將關鍵的仿真特性定義為參數（Parameters）。然后在Workbench中參數管理(Parameter Set)界面下管理參數，通過參數化驅動，實現快速更改仿真模型幾何及拓撲參數、材料參數、網格參數、邊界條件等設置，用來研究和優化不同設計方案下產品性能
研究艦船水下爆炸的破壞效應對于提高艦船的生命力和戰斗力具有非常重要的工程應用價值。
藥包在水中爆炸后首先產生沖擊波，沖擊波的壓力波峰以指數的形式衰減；同時，炸藥變成高壓的氣體爆炸生成物，氣泡在周圍水介質的作用下，膨脹和壓縮，產生滯后流和一次或多次脈動壓力；沖擊波到達自由面后，在一定的水域內產生很多空泡層，當上層的表面水層在大氣壓力和重力的作用下下落時，由于比其下層的空泡層的加速度大，便與空泡層相碰
各企事業單位、高等院校及科研院所：
FLUENT作為計算流體力學模擬的通用軟件，能模擬從不可壓縮到可壓縮、層流與湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流與顆粒流、旋轉機械、動網格、氣動噪聲、材料加工、燃料電池等眾多領域的物理化學過程，已在能源、資源、航空、航天、化工、環保、水利、汽車、機械、電子、船舶、冶金、建筑、材料及生物等領域廣泛應用。計算流體力學模擬的全流程包含前處理、求解及后處理。求解器方面
各企事業單位、高等院校及科研院所：
FLUENT作為計算流體力學模擬的通用軟件，能模擬從不可壓縮到可壓縮、層流與湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流與顆粒流、旋轉機械、動網格、氣動噪聲、材料加工、燃料電池等眾多領域的物理化學過程，已在能源、資源、航空、航天、化工、環保、水利、汽車、機械、電子、船舶、冶金、建筑、材料及生物等領域廣泛應用。計算流體力學模擬的全流程包含前處理、求解及后處理
各企事業單位、高等院校及科研院所：
FLUENT作為計算流體力學模擬的通用軟件，能模擬從不可壓縮到可壓縮、層流與湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流與顆粒流、旋轉機械、動網格、氣動噪聲、材料加工、燃料電池等眾多領域的物理化學過程，已在能源、資源、航空、航天、化工、環保、水利、汽車、機械、電子、船舶、冶金、建筑、材料及生物等領域廣泛應用。計算流體力學模擬的全流程包含前處理、求解及后處理。求解器方面
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以及電動汽車NVH，馬達振動噪聲等多物理場仿真應用
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背景
電機結構設計的基本內容包括四個方面，一是確定電機的防護形式、軸承型式和數目、軸伸型式和數目、安裝方式和冷卻系統等；二是確定電機某零部件具體的結構型式、形狀和具體尺寸，使用的材料；三是確定電機機械聯接的零部件之間的聯接方式；四是核算電機零部件的機械性能，包括強度、剛度、變形等的計算；而這幾部分內容之間是有相互關系和相互影響，需要電機結構工程師考慮充分及計算結構強度等問題準確，計算結構相關問題準確往往需要使用當下有限元等仿真方法
