空間-時(shí)間聚焦
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
空間-時(shí)間聚焦的實(shí)例教程
無(wú)論是在交通安全導(dǎo)航，還是在游戲、家庭影院中營(yíng)造逼真聲場(chǎng)，聲音的空間屬性都至關(guān)重要。
我們?nèi)绾味ㄎ宦曇簦?首先，聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)會(huì)利用雙耳時(shí)間差（圖1a）。
正前方或正后方傳來(lái)的聲音會(huì)同時(shí)到達(dá)雙耳。但如果聲源偏左或偏右，聲音就會(huì)先后到達(dá)兩只耳朵，產(chǎn)生微小的時(shí)間差。從另一個(gè)角度看，雙耳接收到的其實(shí)是同一聲音的不同相位。
兩耳時(shí)差 圖1a：當(dāng)聲音來(lái)自前方，雙耳時(shí)間差為零（左）。當(dāng)聲音來(lái)自側(cè)面，頭的尺寸約為20厘米，聲速為340米/秒，最大時(shí)差為0.58毫秒（右）
在低頻情況下，我們的大腦能很好地解析相位差。但頻率升高后，波長(zhǎng)可能短于頭部尺寸，導(dǎo)致雙耳接收到的相位出現(xiàn)混淆，甚至出現(xiàn)“虛假匹配”（圖1b）。
兩耳相位差 圖1b：通常耳朵會(huì)感測(cè)到相位差（左），根據(jù)頻率和入射角度，它們可以檢測(cè)到虛假相位匹配（右）。
幸運(yùn)的是，我們還有第二條線索：頭部遮擋效應(yīng)。
當(dāng)聲音從側(cè)面?zhèn)鱽?lái)，頭部會(huì)在另一側(cè)形成“聲影區(qū)”。頻率越高，遮擋效果越明顯。低頻聲音波長(zhǎng)較長(zhǎng)，能繞過(guò)頭部，雙耳聽(tīng)到的聲音強(qiáng)度相近；而高頻聲音波長(zhǎng)較短，會(huì)被頭部阻擋，導(dǎo)致遠(yuǎn)離聲源的那只耳朵聽(tīng)到的聲音變?nèi)酢?此外，耳廓的形狀也會(huì)提供重要的頻譜線索。
耳廓不僅會(huì)阻擋非正前方的高頻聲，其復(fù)雜結(jié)構(gòu)還會(huì)對(duì)聲音進(jìn)行反射和濾波，增強(qiáng)或減弱某些頻率。你可以試著轉(zhuǎn)動(dòng)頭部感受一下：當(dāng)偏離聲源時(shí)，高頻會(huì)略微減弱——這種細(xì)微變化平時(shí)不易察覺(jué)，卻是定位聲源的重要依據(jù)。
雙耳聲記錄和重放
我們通常需要雙耳才能獲得真實(shí)的空間聽(tīng)感，因?yàn)樽笥叶穆?tīng)覺(jué)差異是定位聲源最強(qiáng)的線索。
展開(kāi) 如何在ANSYS WORKBNCH中施加一個(gè)同時(shí)隨時(shí)間和空間變化的載荷
注：本文轉(zhuǎn)自宋博士的博客
如何在ANSYS WORKBENCH中施加一個(gè)同時(shí)隨時(shí)間和空間變化的載荷？
例如對(duì)一個(gè)長(zhǎng)為1米，截面是50mm*50mm的梁，施加一個(gè)隨時(shí)間和軸線坐標(biāo)X變化的載荷
其變化規(guī)律是
這里的x是從左端點(diǎn)開(kāi)始的桿件上各點(diǎn)的X坐標(biāo)
而t是時(shí)間。
因此這是一個(gè) 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。要求在此載荷規(guī)律作用下梁的變形。
下面是用ANSYS WORKBENCH計(jì)算該問(wèn)題的過(guò)程。
（1）打開(kāi)ANSYS WORKBENCH14.5。
（2）創(chuàng)建瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)項(xiàng)目示意圖。
（3）創(chuàng)建幾何模型。
雙擊geometry,打開(kāi)DM,在其中創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)1米，截面是50mm*50mm的長(zhǎng)方體。
其細(xì)節(jié)視圖的設(shè)置是
然后退出DS.
（4）創(chuàng)建局部坐標(biāo)系。
雙擊Model，進(jìn)入到mechanical中，并把長(zhǎng)度單位切換成米，角度單位切換成radian.然后添加一個(gè)局部坐標(biāo)系，把該坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)定位在長(zhǎng)方體的上表面的左邊一個(gè)頂點(diǎn)上。
該坐標(biāo)系用于對(duì)后面施加的載荷提供坐標(biāo)系，以確定方程中的X是從哪里開(kāi)始定義的。
（5）劃分網(wǎng)格。
設(shè)置單元尺寸為25mm,劃分網(wǎng)格如下
（6）設(shè)置載荷步。
對(duì)于分析設(shè)置進(jìn)行如下定義
即計(jì)算1秒，而只有1個(gè)載荷步，該載荷步被均分為10個(gè)載荷子步。
（7）固定左端面。
選擇左邊的端面進(jìn)行固定。
（8）施加隨時(shí)間和空間變化的分布載荷。
選擇上表面，施加分布載荷。在其細(xì)節(jié)視圖的magnitude中首先選擇function.說(shuō)明要用函數(shù)進(jìn)行定義
然后在magnitude中輸入表達(dá)式如下
注意到此時(shí)的坐標(biāo)系統(tǒng)切換成了上面定義的坐標(biāo)系。
展開(kāi) 利用派生值求積分
積分的一般形式如下：
其中， 是時(shí)間間隔、 是一個(gè)空間域，而 則是因變量 的任意一個(gè)表達(dá)式。表達(dá)式可以包括相對(duì)空間與時(shí)間的派生值，或任何其他派生值。
通過(guò)功能區(qū)（在非 Windows? 操作系統(tǒng)中則為‘模型開(kāi)發(fā)器’）‘結(jié)果’部分的“派生值”，可以最便捷地訪問(wèn)積分選項(xiàng)。
如何將體、面或線積分增加作為派生值。
您可以通過(guò)選定對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集來(lái)引用任何可用的解。表達(dá)式框?yàn)楸环e函數(shù)，并支持因變量或派生變量。在瞬態(tài)仿真中，會(huì)計(jì)算每一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的空間積分。或者，設(shè)定窗口提供了‘?dāng)?shù)據(jù)系列操作’，可在此為時(shí)域選擇積分選項(xiàng)。這將得到空間和時(shí)間的積分。
面積分設(shè)定示例，并通過(guò)‘?dāng)?shù)據(jù)系列操作’增加了額外的時(shí)間積分。
平均是另一個(gè)與積分相關(guān)的派生值。它等于積分結(jié)果除以所考察域的體積、面積或長(zhǎng)度。平均中的‘?dāng)?shù)據(jù)系列操作’還可以將結(jié)果除以時(shí)間范圍。派生值非常有用，但由于它們僅能用于后處理，所以無(wú)法處理所有的積分類型；因此 COMSOL還提供了更加強(qiáng)大和靈活的積分工具。我們將通過(guò)下方的模型示例演示這些方法。
傳熱示例模型中的空間和時(shí)間積分
我們將介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的傳熱模型，即 (x, y) 二維平面內(nèi)的單位正方形鋁。上側(cè)和右側(cè)固定為室溫 (293.15 K)，左側(cè)和下側(cè)規(guī)定有 的‘廣義流入熱通量’。下圖顯示了 100s 后的穩(wěn)態(tài)解和瞬態(tài)解。
穩(wěn)態(tài)解，點(diǎn)擊圖片放大。100s 后的瞬態(tài)解，點(diǎn)擊圖片放大。
利用組件耦合算子求空間積分
舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)表達(dá)式中綜合了幾個(gè)積分，或在計(jì)算中需要積分，或需要一組路徑積分時(shí)，就需要組件耦合算子。可以在對(duì)應(yīng)組件的定義部分中定義組件耦合算子。在這個(gè)階段，我們尚未計(jì)算這些算子，只是確定了它們的名稱和對(duì)象選擇。
如何增加組件耦合算子方便后續(xù)使用。
展開(kāi) 如何建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，三維空間XYZ關(guān)于時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，有償請(qǐng)教
<p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201805/1526958274444_blob.png" alt="blob.png"></p><p>本文是緊接上個(gè)帖子的內(nèi)容，對(duì)usdfld子程序采用了另外一種編寫(xiě)方法，并且對(duì)應(yīng)力和應(yīng)變的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)</p><p>比，兩者結(jié)果完全一致，這表明兩種不同的編寫(xiě)方法都是正確的，而且達(dá)到了非常一致的結(jié)果，本貼的內(nèi)容將為模量隨坐標(biāo)的模擬提供另一種新的思路，具有很重要的指導(dǎo)意義。</p><p>ABAQUS斷裂模擬收徒 ，保證快速學(xué)會(huì)各種ABAQUS斷裂模擬方法 1200/人（將享有各種插件以及程序，價(jià)值3000+、專門定制視頻、全程親自教學(xué)、各種模型調(diào)試及解答問(wèn)題等等，傾囊相教）</p>
展開(kāi) 
空間-時(shí)間聚焦的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
空間-時(shí)間聚焦的最新內(nèi)容
SSTF中脈沖前傾的仿真3個(gè)月前
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)有前途的程序是“同時(shí)空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中光通過(guò)展寬裝置在光譜上展寬，然后用透鏡聚焦以獲得在空間和時(shí)間域中尺寸最小的焦點(diǎn)。雖然在某些應(yīng)用中這種影響是不必要的，但在某些光學(xué)領(lǐng)域，如非線性頻率轉(zhuǎn)換或太赫茲生成，它可能是有好處的。
[VirtualLab] SSTF中脈沖前傾的仿真3個(gè)月前
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)有前途的程序是“同時(shí)空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中光通過(guò)展寬裝置在光譜上展寬，然后用透鏡聚焦以獲得在空間和時(shí)間域中尺寸最小的焦點(diǎn)。雖然在某些應(yīng)用中這種影響是不必要的，但在某些光學(xué)領(lǐng)域，如非線性頻率轉(zhuǎn)換或太赫茲生成，它可能是有好處的。
作者：Matthias Scholz
用戶界面設(shè)計(jì)師、應(yīng)用聲學(xué)博士
我們聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)有一個(gè)非常強(qiáng)大的能力——定位聲源的位置。
無(wú)論是在交通安全導(dǎo)航，還是在游戲、家庭影院中營(yíng)造逼真聲場(chǎng)，聲音的空間屬性都至關(guān)重要。
我們?nèi)绾味ㄎ宦曇簦?首先，聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)會(huì)利用雙耳時(shí)間差（圖1a）。
正前方或正后方傳來(lái)的聲音會(huì)同時(shí)到達(dá)雙耳
SSTF中的脈沖傾斜–設(shè)置8個(gè)月前
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種有前景的方法是“同時(shí)進(jìn)行空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中，使用拉伸器設(shè)置將光譜進(jìn)行光譜加寬，然后使用透鏡聚焦，以得到在空間和時(shí)域上具有最小尺寸的焦點(diǎn)。 盡管在某些應(yīng)用中不需要這種效果，但在某些光學(xué)方案（例如非線性頻率轉(zhuǎn)換或太赫茲生成）中，它可能是十分有利的。
[VirtualLab] SSTF中的脈沖傾斜–設(shè)置8個(gè)月前
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種有前景的方法是“同時(shí)進(jìn)行空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中，使用拉伸器設(shè)置將光譜進(jìn)行光譜加寬，然后使用透鏡聚焦，以得到在空間和時(shí)域上具有最小尺寸的焦點(diǎn)。 盡管在某些應(yīng)用中不需要這種效果，但在某些光學(xué)方案（例如非線性頻率轉(zhuǎn)換或太赫茲生成）中，它可能是十分有利的。
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種有前景的方法是“同時(shí)進(jìn)行空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中，使用拉伸器設(shè)置將光譜進(jìn)行光譜加寬，然后使用透鏡聚焦，以得到在空間和時(shí)域上具有最小尺寸的焦點(diǎn)。 盡管在某些應(yīng)用中不需要這種效果，但在某些光學(xué)方案（例如非線性頻率轉(zhuǎn)換或太赫茲生成）中，它可能是十分有利的。
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)有前途的程序是“同時(shí)空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中光通過(guò)展寬裝置在光譜上展寬，然后用透鏡聚焦以獲得在空間和時(shí)間域中尺寸最小的焦點(diǎn)。雖然在某些應(yīng)用中這種影響是不必要的，但在某些光學(xué)領(lǐng)域，如非線性頻率轉(zhuǎn)換或太赫茲生成，它可能是有好處的。
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種有前景的方法是“同時(shí)進(jìn)行空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中，使用拉伸器設(shè)置將光譜進(jìn)行光譜加寬，然后使用透鏡聚焦，以得到在空間和時(shí)域上具有最小尺寸的焦點(diǎn)。 盡管在某些應(yīng)用中不需要這種效果，但在某些光學(xué)方案（例如非線性頻率轉(zhuǎn)換或太赫茲生成）中，它可能是十分有利的。
積分是數(shù)學(xué)模型中最重要的功能之一，特別是對(duì)數(shù)值仿真而言。例如，偏微分方程組 (PDEs) 就是由積分平衡方程派生而來(lái)。當(dāng)需要對(duì)偏微分方程進(jìn)行數(shù)值求解時(shí)，積分也將發(fā)揮非常重要的作用。本文介紹了 COMSOL 軟件中可用的積分方法以及如何使用。
積分的重要性
COMSOL 使用了有限元方法，它將控制 PDE 轉(zhuǎn)化為積分方程，換言之，就是弱形式。如果仔細(xì)觀察一下 COMSOL 軟件，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)許多邊界條件都是由積分公式表示
如何建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，三維空間XYZ關(guān)于時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，有償請(qǐng)教
