揚(yáng)聲器,話筒聲學(xué)特性模擬案例課件

FreeFieldTechnologies–ACTRANACTRAN在電聲行業(yè)的應(yīng)用李奇產(chǎn)品經(jīng)理歡迎加入ACTRANQQ群：目錄ACTRAN軟件背景及主要用戶ACTRAN軟件的功能特性ACTRAN軟件在電聲行業(yè)的應(yīng)用案例案例1：低音揚(yáng)聲器案例2：手機(jī)揚(yáng)聲器案例3：手機(jī)模型案例4：揚(yáng)聲器框架案例5：耳機(jī)案例6：耳蝸模擬器FreeFieldTechnologies1998，由Dr.Jean-PierreCoyette、Dr.Jean-LouisMigeot創(chuàng)立1999-2001，雷諾,標(biāo)志,菲亞特,通用汽車,空中客車,殼牌石油,德國Lloyd船級(jí)社等十一家大型企業(yè)，共同資助FFT開發(fā)ACTRAN軟件專業(yè)的聲學(xué)仿真工具（Actran/Acoustics）:振動(dòng)聲學(xué)(Actran/VibroAcoustics,ActranforNastran)流動(dòng)聲學(xué)(Actran/AeroAcoustics,Actran/TM,Actran/DGM,)前后處理器(Actran/VI)服務(wù):培訓(xùn),技術(shù)交流,工程咨詢,特別開發(fā)科研:FFT參加眾多科研項(xiàng)目，從風(fēng)機(jī)噪聲、螺旋槳噪聲、輪胎噪聲、航空發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲到高性能計(jì)算以及產(chǎn)品的聲學(xué)設(shè)計(jì)等。ACTRAN軟件在電聲行業(yè)的主要客戶SomeAutomotiveCustomersSomeAerospaceCustomersTheACTRANsoftwaresuiteACTRANVibro-AcousticsACTRANAero-AcousticsACTRANTMACTRANAcousticsACTRANDGMACTRANVIACTRANforNASTRAN單元庫ACTRAN支持結(jié)構(gòu)分析的各種單元庫結(jié)構(gòu)實(shí)體單元實(shí)體殼單元薄殼單元彈簧單元質(zhì)量單元梁單元加強(qiáng)筋單元膜單元ACTRAN超越一般的聲學(xué)仿真軟件，其聲學(xué)模型可以包含結(jié)構(gòu)與流體，進(jìn)行聲振耦合分析。軸對稱計(jì)算幾何模型軸對稱(可以定義隨變化)可以做對稱階數(shù)下的軸對稱計(jì)算可以模擬不對稱的階數(shù)優(yōu)勢使用2D的計(jì)算資源解決3D問題劃分網(wǎng)格更加容易后處理更快1/4和1/2模型同時(shí)也能顯著減少計(jì)算時(shí)間全部模型1/4模型1/4模型計(jì)算結(jié)果阻尼的影響由于空氣的粘性而產(chǎn)生的阻尼影響可以被準(zhǔn)確的包含在模型中支持穿孔板的模擬：傳遞導(dǎo)納方法ACTRAN計(jì)算的結(jié)果能夠直接統(tǒng)計(jì)：耗散聲能、動(dòng)能、勢能等只有ACTRAN支持粘熱流體單元粘熱效應(yīng)在聲波通過很薄的空氣層或者很狹小通道的時(shí)候會(huì)出現(xiàn):這種效應(yīng)主要是歸功于粘性產(chǎn)生的邊界層的作用參考文獻(xiàn):M.Beltman,Viscothermalwavepropagationincludingacousto-elasticinteraction,PhDThesisUniversiteitTwente,1998TomBasten,Noisereductionbyviscothermalacousto-elasticinteractionindoublewallpanels,PhDThesisUniversiteitTwente,2001VincentDecouvreur,Evaluationofvisco-thermalacousticeffectsinthinairlayers.Comparisonofexperimentalandtheoreticalapproaches,StudentThesis,DTU/ULB板表面的流體不能忽略，且邊界層厚度里的速度分布是不均勻的后處理程序(ACTRAN/VI)ACTRAN/VI提供多種的后處理工具來處理計(jì)算計(jì)算結(jié)果:云圖,等值線圖,剖面圖...能量守恒圖頻譜圖聲音文件，讓你聽到聲音云圖+變形圖+剖面圖Cutplanes剖面圖+等值線圖多個(gè)云圖+變形圖案例1：低音揚(yáng)聲器案例1-低音揚(yáng)聲器模型關(guān)鍵要素?fù)P聲器采用粘-彈性殼單元內(nèi)外部近場聲場采用有限元計(jì)算、遠(yuǎn)場聲場采用無限元計(jì)算粘熱效應(yīng)的計(jì)算采用有限元采用1/2對稱模型節(jié)約CPU計(jì)算時(shí)間激勵(lì)對稱+幾何結(jié)構(gòu)對稱音響尺寸：高約40cm幾何結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格振動(dòng)-聲學(xué)網(wǎng)格案例2：手機(jī)揚(yáng)聲器案例2-手機(jī)揚(yáng)聲器模型關(guān)鍵要素鼓膜+銅片+蓋子采用粘-彈性殼單元內(nèi)外部近場聲場采用有限元計(jì)算、遠(yuǎn)場聲場采用無限元計(jì)算粘-彈性實(shí)體單元定義橡膠保護(hù)套分布的定常激勵(lì)加載到與鼓膜連接的銅片上揚(yáng)聲器內(nèi)部網(wǎng)格自由場模型案例3：手機(jī)模型案例3-手機(jī)模型ACTRAN可以模擬手機(jī)模型，包含結(jié)構(gòu)與空氣域鼓膜+銅片+蓋子采用粘-彈性殼單元內(nèi)外部近場聲場采用有限元計(jì)算、遠(yuǎn)場聲場采用無限元計(jì)算粘-彈性實(shí)體單元定義橡膠保護(hù)套和案例2中的激勵(lì)方式相同，分布的定常激勵(lì)加載到薄的銅片上使用資源在Win-64臺(tái)式機(jī)上使用2GB內(nèi)存速度為4秒/頻率，計(jì)算頻率高達(dá)10kHz幾何結(jié)構(gòu)外部網(wǎng)格+揚(yáng)聲器手機(jī)網(wǎng)格案例4：揚(yáng)聲器框架案例4-揚(yáng)聲器框架模型關(guān)鍵要素粘-彈性單元定義鼓膜內(nèi)外部近場聲場采用有限元計(jì)算、遠(yuǎn)場聲場采用無限元計(jì)算在后面加料多孔介質(zhì)材料采用1/2對稱模型，節(jié)約CPU計(jì)算時(shí)間激勵(lì)對稱+幾何結(jié)構(gòu)對稱使用資源在Win-64臺(tái)式機(jī)上使用2GB內(nèi)存速度為4秒/頻率，計(jì)算頻率高達(dá)1kHz幾何結(jié)構(gòu)揚(yáng)聲器網(wǎng)格單元案例4-揚(yáng)聲器框架計(jì)算結(jié)果1m處的SPL多個(gè)頻率的壓力分布1m處SPL，加多孔介質(zhì)材料案例5-耳機(jī)模型ACTRAN可以模擬耳機(jī)結(jié)構(gòu)與輻射聲空間粘-彈性單元定義振動(dòng)膜內(nèi)外部近場聲場采用有限元計(jì)算遠(yuǎn)場聲場采用無限元計(jì)算采用1/2對稱模型節(jié)約CPU計(jì)算時(shí)間激勵(lì)對稱+幾何結(jié)構(gòu)對稱幾何結(jié)構(gòu)揚(yáng)聲器網(wǎng)格單元案例5-耳機(jī)計(jì)算結(jié)果鼓膜的位移600Hz的壓力分布

有和沒有空氣兩種情況下的阻抗InairInvacuo使用資源在Windows64臺(tái)式機(jī)上使用2GB的內(nèi)存計(jì)算速度為1秒/頻率，計(jì)算頻率最高達(dá)到1kHz案例6：耳蝸模擬器案例6-耳蝸模擬器模型發(fā)表的文章“ACombinedBEM/FEMAcousticModelofanOccludedEarSimulator,Zhang,J?nsson,Schuhmacher,Nielsen,Internoise2004”模型描述電學(xué)激勵(lì)和壓電材料對設(shè)備內(nèi)部的粘熱效應(yīng)產(chǎn)生的損失進(jìn)行建模在頻率高達(dá)20kHz的情況下仍能得到精確的計(jì)算結(jié)果案例6-計(jì)算結(jié)果對比考慮粘熱性粘熱性消除了傳遞阻抗譜線的尖峰點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)對照粘熱性模型與BK計(jì)算模型得到的結(jié)果很好的吻合了實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果高頻計(jì)算高頻段依然保持很高的計(jì)算精度案例6-計(jì)算結(jié)果分析黑色曲線不考慮粘熱性的計(jì)算結(jié)果，結(jié)果取自Helmholtz共振器的狹縫區(qū)(模型紅色區(qū)域)紅色曲線考慮粘熱性計(jì)算結(jié)果，只在狹縫區(qū)考慮粘熱性第二個(gè)模態(tài)被耗散(橢圓位置)結(jié)論ACTRAN/Vibro-acoustics在所有形式的揚(yáng)聲器上都有應(yīng)用電視,汽車音響,揚(yáng)聲器,耳機(jī),收音機(jī),等豐富的材料庫無限元軸對稱模型的應(yīng)用高效的直接核外并行求解器真實(shí)