例題５キャビティの共鳴

本例題について

キャビティの中の振動板により励振された音波を計算しています
キャビティの共振周波数と同じ周波数で励振したとき、強い音波がキャビティから発射されます
表に記載されていない条件はデフォルト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。

軸対称モデル"AxialＳｙｍＭｏｄｅｌ"と、３次元モデル"3dModel"を含みますが、以下では軸対称モデルのみを説明します。
３次元　"3dModel"　は、対称性を利用して1/4だけ計算する解析モデルです。計算しやすいよう、メッシュサイズ、解析周波数を軸対称モデルとは変えています。
軸対称モデルとの比較などにご利用ください。

解析空間

項目	条件
解析空間	軸対称
モデル単位	mm

解析条件

項目	条件
ソルバ	音波解析[Mach]
解析の種類	調和解析
解析オプション	選択なし

タブ設定内容は別途表でまとめる。

タブ設定	設定項目	条件
調和解析	周波数：スイープ値	最小： 1[kHz] 最大：20[kHz] 周波数間隔：0.1[kHz]
	周波数：スイープタイプ	等間隔　周波数間隔
	周波数スイープ	逐次スイープ
開放境界	原点座標	X：0 Z：0

モデル図

軸対称モデルなので右半分だけをシートボディで空気を定義し、円表面に開放境界条件を

適用しています。また、キャビティ内部の底面に速度境界条件を適用しています。

BODY属性および材料定数の設定

BODY No./BODY Type	BODY名	材料名
8/Sheet	空気	000_空気※

※材料データベースを利用

境界条件

キャビティの底面に速度境界条件、周囲を開放境界条件を設定します。

境界条件名/Topology	タブ	境界条件の種類	条件
v/Edge	音波	速度	1[m/s]
Open/Face	音波	開放境界

解析結果

下図は、x=0, z=10における音圧レベル[dB]の周波数特性を示しています。

8.8[kHz]で強い音圧になることがわかります。

下記はヘルムホルツの式による共振周波数の近似値で、8.69[kHz]という値が得られました。

Femtetの方が少し高い周波数になりましたが、おおむね一致していることが確認できました。

　　　　　　　　　　Ｃ：音速、Ｖ：キャビティの体積

駆動周波数8.8[kHz]での音圧レベル[dB]のグラデーションカラーコンター図を示します。

キャビティの中で強い音圧になっていることがわかります。

例題５ キャビティの共鳴