時域聲學仿真的案例
vl李增剛書上時域聲學計算
前幾天做了Virtual Lab的聲學計算，很不錯，有限元邊界元都很好用。做的時候遇到一個問題，對于時域邊界元碰撞傳感器的例子，剛開始按照李增剛書上的步驟做完后看不到云圖，經過仔細琢磨后發現是云圖數值范圍設置不合理，李增剛書上也沒有講，在這里和大家分享一下經驗。
在計算完成顯示云圖后，雙擊數軸，然后將Imposed max設置為1000，Imposed min設置為-1000，這樣云圖顯示就很漂亮了。
箱體衍射——頻域仿真和時域仿真
01
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衍射的頻域仿真
非無限大聲場邊界會產生聲衍射，從而對揚聲器的輻射阻抗產生影響，影響遠場的頻響曲線。
以下是2011年的國標“揚聲器主要性能測試方法”中標準測試箱體的衍射修正曲線。
對不同箱體的衍射效應的定量的描述，很多資料上都有提到。
仿真擬合出無限大障板和實際箱體的響應差異
02
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衍射的時域仿真
在頻域中應用的有限元方法可以發現衍射效應。但是激勵信號主導聲場，所以分離出衍射的影響是很困難的。
時域仿真可以克服這些問題，實現聲場的及時分離。 本文演示如何使用時域有限元分析來模擬音箱的衍射。
給產品一個單周期高斯脈沖作為激勵
聲場時域響應分布
方形音箱
球形音箱
可以看到方形音箱邊角衍射比球形明顯
其他產品
箱體正前方0.17m處響應曲線
方形音箱
球形音箱
可以看到方形音箱波形不夠完整，幅度相對較大
頻域結果
藍色是激勵信號，綠色是衍射影響
方形音箱
球形音箱
方形音箱受到衍射影響更大
展開 基于comsol熱黏性聲學模塊仿真聲學超材料的聲學特性
研究內容：
傳統的聲學吸收器被用于具有與工作波長相當的厚度的結構，這在低頻范圍的實際應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，能夠在極低頻區域實現聲波的完全吸收。具有深亞波長厚度至特征尺寸k＝223的超表面由多孔板和螺旋共面氣室組成?；谕耆詈系?em>聲學熱力學方程和理論阻抗分析的模擬被用于揭示基礎物理和聲學性能，顯示出極好的一致性。
圖1.傳統微穿孔板與聲學超表面的結構示意圖
圖2.論文中阻抗分析和數值模擬的吸聲系數曲線
數值模擬：
在comsol中利用熱黏性聲學接口對聲學超材料的聲學特性進行仿真分析。建立的幾何模型如下所示。
圖3.幾何模型的構建
吸聲系數曲線的數值模擬值如下所示：
圖4.數值模擬中的吸聲系數
理論計算：
通過聲電類比法計算得到聲學超表面的吸聲系數，其理論計算如下：
首先由經典的微穿孔理論得到吸聲結構的聲阻抗和吸聲系數：
yc為環繞型腔體的等效聲阻抗：
在計算軟件中導入吸聲系數理論計算的公式，從而計算出吸聲系數曲線
吸聲系數曲線的理論計算值如下所示
圖5.理論計算得到的吸聲系數
綜上，理論計算和數值分析的吸聲系數曲線具有很好的一致性，同時與論文中的結果完全相同。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”聯系我們
展開 [Optiwave] OptiSystem應用：相位敏感光時域反射（Φ-OTDR）仿真
Φ-OTDR是一種基于相位變化的光時域反射技術，主要利用光脈沖在光纖中傳播時,由于瑞利散射，部分散射光將耦合到光纖纖芯中并以相反的方向傳播, 然后通過干涉儀觀測散射光與發射光的相位差異，從而分析光纖狀態和位置。由于其高靈敏度和分布式感知的特性，Φ-OTDR主要作為一種分布式光纖聲學/振動傳感器使用。
本案例利用OptiSystem仿真Φ-OTDR。
首先，我們搭建一個如圖1所示的系統布局。
圖1.Φ-OTDR系統布局
利用Φ-OTDR組件模擬基于瑞利散射的光纖振動傳感器的行為。該組件可用于感應不同位置的多種振動。用戶輸入振動次數及其位置、光纖長度和光纖參數、激光特性和發射脈沖條件。然后，基于瑞利散射效應的Φ-OTDR分量計算振動頻率和位置。如圖2-圖4所示，依次設置傳輸光纖、發射脈沖以及振動分布。
圖2.光纖參數設置
圖3.發射脈沖設置
圖4.振動分布設置
我們依次在光纖1、2和3次不同位置的振動，比較結果。
a） 只考慮1處位置振動的振幅分布
b） 只考慮1處位置振動的頻率分布
圖5.只考慮1處位置振動
a） 考慮2處位置振動的振幅分布
b） 考慮2處位置振動的頻率分布
圖6.考慮2處位置振動
a） 考慮3處位置振動的振幅分布
b） 考慮3處位置振動的頻率分布
圖7.考慮3處位置振動
我們也可以導入實驗中測量的瑞利散射數據。
圖8.導入實驗測量瑞利散射數據
圖9.導入數據后的振幅分布
展開 
聲學設計 | 沉浸式虛擬仿真環境，助力感知航空聲學
由于噪聲污染的增加會帶來社區健康風險，因此聲學是UAM平臺在城市環境中的一個關鍵考慮因素。UAM噪聲暴露可能導致的不利健康狀況包括疲勞、心理聲學影響和耳鳴。在航空業界，基于聲學的分析和先進的降噪技術被認為對UAM實踐的可持續性至關重要。
超越無限
為了激勵更多的公司開發和應用各種電動垂直起降（eVTOL）技術，美國空軍啟動了“敏捷至上（Agility Prime）”計劃。該計劃旨在促進和加速商用功能的應用，與此同時，Infinity Labs也抓住了機遇，將Ansys先進的功能集成到新一代聲學分析框架中，從而使UAM行業受益。
Infinity Labs首席創新官兼聲學工作首席研究員Nicholas Kuprowicz博士表示：“我最初的想法是設計出類似于谷歌地圖的功能，您可以使用谷歌街景進入地圖，并查看三維場景。我希望在飛行器聲學方面也實現類似的功能，讓您可以在任何時間和地點，沉浸在虛擬/仿真環境中，聆聽到在附近飛行器的聲音。”
Infinity Labs成功展示了高保真度建模和仿真功能，使人類能夠在虛擬空域環境中感知飛行器聲學。該團隊利用包括Ansys Fluent和Ansys Sound在內的商用工具實現了這項功能，并基于eVTOL機身和轉子聲學對這種方法進行了驗證和確認。得益于該功能，Infinity Labs可直接支持政府研究和行業硬件開發工作，并將其應用擴展到更廣泛的飛行器類型和操作環境中。
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 聲學仿真：船舶噪聲仿真分析
來源：舟山虛擬仿真驗證平臺
船舶噪聲來源主要有三個，分別是艙室噪聲、水下輻射噪聲以及自噪聲，分別介紹如下：
01
艙室噪聲
艙室噪聲是由船舶的結構噪聲和空氣噪聲共同引起的。除空氣聲源艙室和鄰近艙室中的艙室噪聲主要由空氣噪聲決定外，其它艙室的艙室噪聲主要由結構噪聲決定。
02
水下輻射噪聲
船舶在海上航行時引起的水下輻射噪聲，主要由機械設備振動產生的水下噪聲、螺旋槳噪聲、螺旋槳脈動壓力作用在艉部結構產生的水下噪聲和水動力噪聲組成。
03
自噪聲
自噪聲是指聲納接收換能器所接收到的其載體產生的噪聲和聲納設備本身產生噪聲的總和。
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。
展開 直播 | 來一場形散神凝的聲學旅行，聲學仿真應用案例剖析
聲學是一門古老的物理學科，與人們的日常生活息息相關。除了理論分析和試驗測試之外，基于物理和數學模型的虛擬仿真分析技術正在扮演越來越重要的角色，并在研究的廣度和深度方面發揮了越來越重要的作用，聲學仿真已經成為人們研究聲學、認識自然的重要手段。
聲學仿真工具的熟練使用通常是影響產品設計周期的重要因素。因此，MSC Software聯合技術鄰組織了本次的直播課程，旨在為聲仿真工程師構建聲學基本方程與現象的理論框架、建立客觀與感官的橋梁、概覽聲學仿真技術、介紹各行業的聲學仿真應用現狀與趨勢。
展開 光通信設計軟件——OptiFDTD 有限差分時域仿真設計軟件
OptiFDTD和OptiBPM可以很容易地進行協同仿真，從而擴大被仿真對象的規模。
強大的自動化和參數掃描
OptiFDTD設計和仿真擁有功能強大的Visual Basic腳本語言，實現完全自動化。該語言易于學習，并提供標準的編程結構，如對象、循環和測試。參數掃描提供了一個易于使用的圖形界面用于參數仿真，其中在每一次迭代中一個或兩個參數發生變化。OptiFDTD的后處理工具可以利用自動化功能，幫助用戶優化設計。
針對于光子晶體的平面波展開頻帶求解器
完全集成的二維PWE頻帶求解器和光子晶體編輯器可以幫助用戶進行任何類型的光子晶體問題（1D、2D、3D）的設計和仿真。PWE頻帶求解器可以掃描第一布里淵區的k空間并找到晶體結構的本征頻率。帶隙將會自動繪制成能帶圖。
并行處理性能
OptiFDTD使用64位操作系統和處理器。OptiFDTD能夠在使用共享內存的單機上高效運行多核和多處理器，提供最佳性能和最低內存占用（相比于諸如MPI的分布式存儲架構）。對于需要大量內存的超規模仿真，用戶可以使用我們的Linux的3D仿真引擎，該引擎經專門設計可利用Linux計算機集群。
先進的仿真后處理工具
OptiFDTD提供先進的模擬分析工具。OptiFDTD分析儀可以讓用戶觀察由探測器記錄的任何場成分的時域和頻域（使用DFT變換）振幅，相位。所有的場數據可以輸出用于諸如MATLAB?或Origin?等第三方軟件工具用于進一步數據處理。
時域場的演變也可以以影像（avi格式）的形式記錄下來進行可視化。功率分布、坡印廷矢量、重疊積分、熱吸收計算和遠場計算可以使用OptiFDTD分析儀和OptiFDTD工具箱完成。
展開 【隨機振動】車載氣瓶Abaqus時域隨機振動仿真（考慮內壓與螺栓預緊） ￥89.9
圖1-車載氣瓶
隨機振動在Abaqus中有3中常用的分析方法：
圖2-Abaqus中隨機振動的常用方法與適用性
車載氣瓶裝配結構要考慮接觸非線性，采用基于顯式動力學分析的時域方法。氣瓶是采用傳統材料的金屬氣瓶，首先通過Standard靜力學分析計算氣瓶裝配結構在重力、U型螺桿預緊力、氣瓶內壓下的應力狀態和變形情況。
圖3-氣瓶裝配結構靜力學分析
圖4-靜力學應力
圖5-靜力學變形
復制靜力學模型，更改分析步為Explicit，通過預定義場的初始狀態導入將Standard模型計算出來的靜力學應力變形狀態導入Explicit分析模型，用于時域隨機振動分析。
圖6-初始狀態導入
Y向施加隨機振動加速度信號。
圖7-隨機振動時域加速度信號
圖8-氣瓶隨機振動最大應力674.2MPa
付費文件說明：隨機振動需要先得到裝配狀態的氣瓶應力應變、變形，因此需要先求解靜力學模型（AIRT-STD.inp），再求解隨機振動模型（AIRT-XPL_Y.inp），可以直接運行批處理文件自動執行依次求解。
用文本編輯器可以打開就可以查看關鍵字設置與模型定義了。該模型涉及standard到explicit的初始狀態導入，AbaqusGUI界面目前不支持讀入涉及狀態導入的關鍵字。如果想在界面下直觀地看動力學的模型設置，也可以將STD inp文件中end assembly前的內容合并到XPL inp文件中去!!!
展開 設計仿真 | Actran汽車聲學內飾NVH仿真專題培訓
圖 2 由有限元模型定義的SEA模型
針對汽車行業中車內NVH問題，Actran聲學團隊計劃開展“Actran汽車聲學內飾NVH仿真專題培訓”，以實操為基礎，結合真實案例，手把手幫您解鎖聲學內飾仿真技術，歡迎提早報名。
適合參加人員：
- 汽車行業聲學內飾NVH仿真工程師
- 汽車行業NVH設計人員
- 其他行業關注聲學材料特點及仿真技術的相關人員
培訓詳情
培訓簡介與內容
本次課程針對車內噪聲的NVH仿真分析進行培訓，特別是內飾車身（Trimmed Body，簡稱TB模型）的建模和分析關鍵技術要點進行詳細講解；培訓將涉及到有限元方法和統計能量方法，分別針對中低頻和高頻進行聲振耦合系統的建模和分析；同時對常用的多孔吸聲材料以及阻尼材料的聲學特性和建模參數進行梳理和講解；最后針對地板阻尼優化進行Actran流程管理器的演示。
培訓內容：
7月20日
· 汽車NVH聲學仿真方案的最新技術分享
· 應用于中低頻車內噪聲NVH仿真的有限元技術介紹
· 內飾車身的NVH車內噪聲建模操作
· 板件隔聲仿真分析方法介紹
· 板件隔聲建模操作
7月21日
· 應用于中高頻車內噪聲NVH仿真的統計能量技術介紹
· 基于有限元模型的內飾車身SEA建模操作
· 基于Actran地板阻尼優化工作流管理器的阻尼優化操作
培訓形式：
本次培訓采用線下講座與答疑方式。
展開 
設計仿真 | 基于測試車輛聲學警報系統仿真
04 結論和未來工作
借助仿真，Yang 和通用汽車團隊成功開發出一種方法，考慮了AVAS 揚聲器的聲學指向性，并在過程中研究了其物理測試設置的穩健性。
這促使他們開發出一個合適的測試設備，幫助他們創建一個幾何形狀更簡單，但具有實際揚聲器所有基本聲音特性的虛擬揚聲器。虛擬揚聲器作為整車模型的一部分經過獨立驗證。
未來，通用汽車將利用在此間獲得的所有知識，將虛擬揚聲器應用于車內噪音預測，并評估揚聲器對于車輛聲學包的影響。
他們將把這一概念擴展到其他具有獨特聲學指向性且難以精確測量表面振動的車輛部件上。
免費報名｜軌道交通聲學仿真與測試及系統仿真技術研討會
3D平臺的新功能
16:20-17:30 聲學仿真技術的應用
板壁傳遞損失仿真及應用
先進的管路聲學方法進行空調系統及其消聲器的聲學仿真
變頻器/電機噪聲仿真技術
內外場氣動噪聲仿真及應用
系統級NVH及混合建模技術
17:30 問題討論
第二天 6月15日 星期四 (09:00-12:00)
9:00-10:30
高頻聲振問題統計能量法（SEA）建模的基本原理及典型應用
SEA+軟件的基本原理及演示
10:30-10:45 休息
10:45-12:00
高級虛擬SEA仿真技術及演示
相關試驗技術
12:00-12:15 問題討論
12:15-13:30 午餐
座位有限，報名從速！
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展開 2017.06.14-15-成都-軌道交通聲學仿真與測試及系統仿真技術...
軌道交通聲學仿真與測試及系統仿真技術研討會
2017年6月14 -15日 成都
會議亮點：
? 高速列車模態測試技術
? 列車制動系統關鍵部件建模及半實物仿真技術
? 振動噪聲的仿真分析技術及高頻統計能量法
? 西南交通大學專家技術經驗分享
Siemens PLM Software在軌道交通工具方面具備一流的解決方案，在傳統軌道交通工具乃至韓國首爾的全新磁懸浮列車的設計中，我們都以出色的解決方案為客戶打造優秀品質，如LMS聲學及振動噪聲仿真與測試解決方案、多體動力學仿真技術、機電一體化系統仿真技術等。
在6月14-15日這一天半的研討會期間，我們的國內外技術專家將為大家講解如何全面高效的解決軌道交通工具的振動噪聲問題、制動系統的仿真問題，包含了模態測試方法，傳遞路徑分析方法，制動系統建模，管路聲學、進排氣、氣動噪聲的仿真，以及高頻統計能量分析法等，同時，西南交通大學圣小珍教授及趙悅博士也會針對最新研究與大家分享經驗和技術。此次研討會一定會為參會者帶來有價值的工程技術解決方案，為您打開新思路。
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