調和振動および音響シミュレーション

構造伝搬騒音および音の伝播の予測は、多くの製品設計において重要な役割を果たす可能性があります。例としては、振動する構造構成部品に起因する騒音、薄いパネルを通過する音の伝達、および圧電素子の音響性能などが挙げられます。

このような音波伝播問題(および他の多くの問題)は、流体領域と構造領域を同時に解く連成型の手法で解析することも、構造解析を最初に実行し、その後で音響解析を実行する分離型の手法で解析することもできます。連成型の手法は、構造振動と音波が相互に影響する場合に使用されます。これについては、圧力波の影響を受けて変形する薄肉のスピーカーコーンを思い浮かべてください。分離型の手法は、大型の部品によくあることですが、音波が構造の振動に影響しない場合に使用できます。

次のビデオは、ラウドスピーカーの連成音響シミュレーションをどれほど容易に実行できるかを実際に示します。

音圧レベル、指向性および遠方場の結果など、スピーカーの音響特性を計算する方法をご確認ください。

連成音響シミュレーションを作成する最初のステップは、モデルの音響部分を追加することです。そのためには、通常、構造モデルの周囲に球体などのエンクロージャーを作成します。

Speaker Structural Model

スピーカーと周囲の音響ボリュームの構造モデル

次に、シミュレーションのさまざまな構成要素、すなわち構造を構成する材料、音響ボディ、音響媒体(この場合の空気など)の物性を定義します。また、振動速度が音響解析の入力として転送されるように、構造と空気の間のインターフェースの位置を定義することも非常に重要です。

Acoustic Volume Interface

音響ボリュームと振動構造のインターフェースの識別

計算がひとたび実行されると、エンジニアは音圧、音圧レベルまたはスピーカーの指向性などの音響結果を確認できます。

Acoustic Pressure Field

音圧場

SPL Polar Diagram

ラウドスピーカーの指向性を示す極座標プロット