例題１２減衰

本例題について

音波の減衰を確認します。減衰量10[dB/m]を目指して音速の虚部を設定しました。
調和解析を確認します。
表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。
Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。

解析条件

項目	条件
ソルバ	音波解析[Hertz]
解析空間	2次元
解析の種類	調和解析
単位	mm

調和解析および開放境界の設定を以下のように行っています。

タブ設定	設定項目	条件
調和解析	周波数	100[kHz]
調和解析	スイープタイプ	ひとつの周波数
メッシュ	標準メッシュサイズ	0.2
メッシュ	要素の種類	４角形

モデル図

左端に、速度1[m/s]、を指定し、音波の駆動とします。

右端に音響インピーダンスの境界条件指定して、反射が起きないようにします。

ボディ属性および材料定数の設定

ボディ No./ボディタイプ	ボディ名	材料名
0/Solid	属性_001	減衰媒質

材料名

タブ

設定

減衰媒質

音速

実数部： 340[m/s]

虚数部：0.212[m/s]

密度

1.144[kg/m3]

密度、音速（実部）は、空気の音速を使っています。

音速の虚部は、減衰量α=10[dB/m]を目指して決めました。

音速の虚部= (α/8.68)x(c2/ω) = 0.212

上の式に現れる”8.68”という数値は、 20 log(e)　、に対応します。　ただし、logは常用対数、eは自然対数の底（ネイピア数）です。

境界条件

境界条件名/トポロジー

タブ

境界条件の種類

条件

v/Edge

音波

速度

1[m/s]

Z/Edge

音波

音響インピーダンス

実部：　388.96[Pa･s/m]

虚部：　0.0242[Pa･s/m]

音響インピーダンスは、左から来た音波が反射せずに抜けていくように設定しました。

音響インピーダンス=ρc = 1.144x(340+j 0.212)=388.96 + j 0.242

解析結果

目標を10[dB/m]と設定しましたので、長さ0.1[m]のモデルでは1[dB]の減衰が予想されます。

解析結果を音圧レベルで確認しました。

　モデル左端：142.769[dB]

　モデル右端：141.768[dB]

　減衰量：1.001[dB]

予想どおりに減衰していることが確認できました。

例題１２ 減衰