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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1.PCHR裝置的三維視圖及xy平面截面圖 圖2.二階PCHR單元（藍(lán)色）和原始HR（紅色）的吸聲系數(shù) 數(shù)值模擬： 為了驗(yàn)證這一理論模型，使用商業(yè)軟件COMSOL Multiphysics開發(fā)了一個(gè)數(shù)值模擬模型。由于粘性摩擦和熱傳導(dǎo)對聲能量耗散有很大影響，本模型采用壓力聲學(xué)-熱黏性聲學(xué)相互作用模塊。

針對微型換能器和微型聲學(xué)系統(tǒng)中的電振聲學(xué)問題，6.1 版本完善了相關(guān)功能，進(jìn)一步提升了仿真能力。" COMSOL 聲學(xué)技術(shù)經(jīng)理 Mads Herring Jensen 介紹說。智能手機(jī)中微型揚(yáng)聲器的聲輻射強(qiáng)度仿真結(jié)果圖。該仿真使用了COMSOL® 6.1版本的熱黏性聲學(xué)新功能。

對于這兩種耦合，都規(guī)定了速度場和表面應(yīng)力的連續(xù)性，因?yàn)?em>熱黏性聲學(xué)和線性化的 Navier-Stokes 模型都解決了邊界層中的聲學(xué)問題。（請參見官網(wǎng)具有黏性和熱阻尼的振動微鏡以及科里奧利流量計(jì)：頻域教程模型中的 FSI 仿真。）聲學(xué)-結(jié)構(gòu)邊界與氣動-聲學(xué)界面一起耦合到多孔材料（比奧模型）與建模域多孔彈性波的接口。這也包括了基于 FEM 和 BEM 的聲學(xué)接口。

因此，仿真技術(shù)在熱管設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程中起到了至關(guān)重要的作用。</p><p><strong>熱管模擬仿真目的</strong></p><p>通過CFD技術(shù)模擬熱管的實(shí)際工作過程，以預(yù)測和優(yōu)化其熱傳輸性能。仿真可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目的：</p><p><strong>設(shè)計(jì)優(yōu)化：</strong>基于仿真數(shù)據(jù)，可以調(diào)整熱管的幾何形狀、管徑、管長、翅片結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵參數(shù)，以最大化其熱傳輸效率。

其可用于模擬吸液芯的毛細(xì)現(xiàn)象、蒸發(fā)管的沸騰、冷凝器的冷凝等復(fù)雜現(xiàn)象，解決熱管試驗(yàn)參數(shù)不易測量和試驗(yàn)成本高等問題。軟件可以對流體回路的部件及換熱器等進(jìn)行微觀的氣液兩相、單相、流固耦合等模擬仿真計(jì)算，提取所仿真的物理現(xiàn)象及趨勢，并能與理論計(jì)算比較驗(yàn)證。2.

因此，仿真技術(shù)在熱管設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程中起到了至關(guān)重要的作用。熱管模擬仿真目的通過CFD技術(shù)模擬熱管的實(shí)際工作過程，以預(yù)測和優(yōu)化其熱傳輸性能。仿真可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目的： 設(shè)計(jì)優(yōu)化：基于仿真數(shù)據(jù)，可以調(diào)整熱管的幾何形狀、管徑、管長、翅片結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵參數(shù)，以最大化其熱傳輸效率。

熱黏性聲–結(jié)構(gòu)邊界：這項(xiàng)功能用于將熱黏性聲學(xué)接口與任何結(jié)構(gòu)組件耦合。當(dāng)黏性損失和熱傳導(dǎo)由于邊界層的存在而變得重要時(shí)，需要熱黏性聲學(xué)模型來準(zhǔn)確模擬狹窄流體通道中的聲學(xué)。這在壓電 MEMS 揚(yáng)聲器和靜電揚(yáng)聲器驅(qū)動器教程模型中得到了例證。三個(gè)耦合特征中的每一個(gè)都有一個(gè)對版本：對，聲學(xué)–結(jié)構(gòu)邊界耦合；對，聲–結(jié)構(gòu)邊界，時(shí)域顯式耦合；對，熱黏性聲–結(jié)構(gòu)邊界耦合。

該示例問題使用聲學(xué)單元和粘熱損失（比較邊界層阻抗[BLI]模型和低頻率[LRF]模型）來分析帶有四分之一波長諧振器的吸音裝飾板。

2) 隨油膜接觸面溫度升高后, 油膜黏性大幅下降, 摩擦生熱引起的溫度上升量隨之減小。同時(shí), 油膜壓力會因?yàn)橛鸵?em>黏性降低而減小, 由壓力梯度引起的油液流動速度也減小。壁面溫度每上升20 K, 油膜溫度上升量近似降低50％, 373 K時(shí)溫度上升量僅為300 K時(shí)的9.2％。

小結(jié) 本文案例中可以得出，裝配時(shí)間與聲壓級成反比，帶有硬化的塑性材料本構(gòu)會抑制聲學(xué)響應(yīng)。此外還可以對兩個(gè)可變形體的振動聲學(xué)特性，以及接觸進(jìn)行了仿真并開展了詳細(xì)研究，今后想要使用具有熱塑性的高級材料模型來研究材料對聲學(xué)的影響，以尋找能夠使仿真聲音更加真實(shí)的方法。將通過探索電和熱等其它多物理場場景來增加問題的復(fù)雜性，以擴(kuò)大這一仿真的使用范圍。

COMSOL多物理場仿真軟件以高效的計(jì)算性能和杰出的多場耦合分析能力實(shí)現(xiàn)了精確的數(shù)值 仿真，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究以及工程計(jì)算，為工程界和科學(xué)界解決了復(fù)雜的多物 理場建模問題。COMSOL內(nèi)嵌的聲學(xué)模塊可以方便地進(jìn)行多孔聲學(xué)和粘熱聲學(xué)的模擬仿真。軟件數(shù) 值計(jì)算得到的云圖，可以將聲壓、速度、聲強(qiáng)以及聲能耗散等結(jié)果可視化，十分有利于學(xué)生對聲 學(xué)的學(xué)習(xí)和理解。

超臨界工況下的流體兼具氣體和液體的雙重特性，其密度接近液體，而粘度接近氣體，熱物性受溫度和壓力的影響極大，尤其在擬臨界溫度附近，物性變化極為劇烈。這種特性使得超臨界流體在能源、化工、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，例如超臨界水、超臨界二氧化碳以及各種超臨界狀態(tài)有機(jī)工質(zhì)的研究等。然而，超臨界流體的流動傳熱問題復(fù)雜，需要借助先進(jìn)的模擬仿真工具來實(shí)現(xiàn)對其流動傳熱特性的精準(zhǔn)分析。

其核心架構(gòu)支持聲學(xué) - 結(jié)構(gòu)振動（Vibro-Acoustics）、氣動聲學(xué)（Aero-Acoustics）、流體 - 聲學(xué)耦合等多場景仿真，可精準(zhǔn)模擬從低頻結(jié)構(gòu)振動輻射噪聲到高頻氣動噪聲的全頻段聲學(xué)行為。

先進(jìn)顆粒特性處理顆粒旋轉(zhuǎn)模型，考慮顆粒在流場中因受力不平衡導(dǎo)致的自轉(zhuǎn)；馬格納斯升力模型，模擬顆粒在流場中由于形狀、旋轉(zhuǎn)和流體黏性引起的額外升力效應(yīng)。 惰性傳熱處理能夠模擬顆粒作為惰性物質(zhì)在流場中傳遞熱量的過程，有助于分析顆粒溫度變化對流動行為、顆粒沉積、熱交換設(shè)備性能等方面的影響。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，早期衰減時(shí)間（EDT）與房間的感知混響密切相關(guān)；純凈度（C80）以及清晰度（D）的模擬值和測量值都非常吻合。EDT（左）、C80（中）和 D（右）的仿真結(jié)果和測量結(jié)果比較。發(fā)現(xiàn)這三個(gè)參數(shù)的測量值擬合良好，驗(yàn)證了使用聲射線追蹤仿真研究這類問題的準(zhǔn)確性。柏林音樂廳小廳完整的聲學(xué)射線追蹤仿真。

Actran是一款專業(yè)的聲學(xué)仿真求解軟件，被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)、工業(yè)機(jī)械行業(yè)及家用電器行業(yè)。Actran能夠模擬振動輻射噪聲、氣動噪聲等聲固耦合問題，幫助工程師了解其設(shè)計(jì)產(chǎn)品的聲學(xué)特征，并在設(shè)計(jì)初期指導(dǎo)改型工作。 產(chǎn)品介紹 1.

在散熱器模擬的靜態(tài)情況下，進(jìn)口和出口邊界的質(zhì)量流動速率描述如下。入口和出口之間的相對質(zhì)量差約為1e-5，小于求解器的相對容差設(shè)置，即設(shè)置為 0.001。因此，質(zhì)量守恒是相當(dāng)準(zhǔn)確的。穩(wěn)態(tài)研究的質(zhì)量守恒結(jié)果。 我們還可以對同一模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析。仿真的總時(shí)間被設(shè)定為 20 分鐘，在整個(gè)仿真時(shí)間內(nèi)，散熱器的底座承受了 1W 的熱通量。求解器的相對容差被設(shè)置為 0.001。

參考文獻(xiàn)[1] 李柯柯，徐穎，李金寶等.基于COMSOL的多孔介質(zhì)熱-流-變形耦合數(shù)值模擬[J].當(dāng)代化工，2022,51(02):441-445.[2] 尹紅球，陳滔.基于COMSOL Multiphysics軟件的回采工作面開挖模擬模型優(yōu)化[J].煤炭技術(shù)，2020,39(11):50-52.

第三步，該團(tuán)隊(duì)以數(shù)值方法建立材料數(shù)據(jù)表，并預(yù)測在多種加熱速度下的黏性和硬化動力學(xué)主曲線，最后，該團(tuán)隊(duì)將數(shù)據(jù)表輸入至Moldex3D的材料庫，以探究在考慮滑移邊界條件之下，射出成型制程的模擬結(jié)果。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示，熱固性塑料和模腔表面的交界面上有嚴(yán)重的滑移。