諧波振動與聲學

對結構雜訊和聲音傳播的預測,在很多產品設計中都會起到非常重要的作用。例如,振動結構元件引起的雜訊,聲音通過薄面板的傳播,以及壓電裝置的聲學性能。

解決這類聲波傳播問題(以及大量其它問題)可通過耦合方式進行,即同時求解流體和結構域問題,也可採用非耦合方式,即先進行結構分析,然後進行聲學分析。結構振動和聲波相互影響時使用第一種方式:例如揚聲器薄紙盆,其變形會受到壓力波的影響。聲波不影響結構振動時使用第二種方式,大型部件通常屬於這種情況。

以下視頻演示了如何輕鬆對揚聲器進行耦合聲學模擬。

觀看視頻,瞭解如何計算揚聲器的聲學屬性,包括聲壓等級、方向性和遠場結果。

創建耦合聲學模擬的第一步是添加模型的聲學部分。常用的方法是在結構模型周圍創建一個外殼,例如球體。

Speaker Structural Model

揚聲器和周圍聲學體積的結構模型

然後,定義模擬的各個組成部分:組成結構的材料、聲學主體的識別以及聲介質的屬性,例如本案例中的空氣。定義結構與空氣之間接觸面的位置也很重要,這樣可將振動速度轉換為聲學分析的輸入。

Acoustic Volume Interface

聲學體積的識別,及其與振動結構的接觸面。

執行計算後,工程師可檢查聲學結果,例如聲壓、聲壓等級或揚聲器指向性。

Acoustic Pressure Field

聲壓場

SPL Polar Diagram

顯示揚聲器指向性的極座標圖