例題9

開放境界の精度向上

本例題について

  • 球形以外の解析領域で、開放境界の2次を使った解析の例です。

  • 駆動源近傍を通常の解析方法(有限要素法)で解き、外側は、指向性と同じ計算方法で解いています。開放境界の2次は、球面上にしか使えませんので、解析領域の内部にFemtetが球面をつくって、そこに開放境界を適用することで、2次の開放境界として計算することが可能になります。

解析条件

項目

条件

ソルバ

音波[Mach]

解析空間

3次元

解析の種類

調和解析

モデル単位

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

スイープタイプ

ひとつの周波数

周波数

5×109[Hz]

高速スイープの設定

逐次スイープ

開放境界

種類

吸収境界

吸収境界の次元

2次

開放境界の半径

0.3[m]

 

  • 開放境界の半径で指定した内側を通常の方法(有限要素法)で解き、その外側を指向性の方法で計算します。

 

モデル図

標準メッシュサイズはデフォルトの値(50)を利用しています。左側の図は、解析対象のイメージ図です。内部の点線は、通常の方法で解く領域を表しています。音源である呼吸球を含み、解析領域の内部に含まれるように作成しています。解析モデルはモデル形状の対称性を利用して、1/8のモデルとしています。

 

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

2/Solid

AIR

000_空気※

※材料データベースを利用

 

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

SYM_X/Face

対称/不連続

対称

対称面

SYM_Y/Face

対称/不連続

対称

対称面

SYM_Z/Face

対称/不連続

対称

対称面

呼吸球/Face

音波

圧力

1[Pa]

外部境界条件

音波

剛体壁

 

 

解析結果

計算結果の音圧分布をコンター図に示したのが左の図です。図のA,B間において音圧の変化をグラフに表示したのが、右図です。

呼吸球を含む面でのコンター図を表示するため、”対称モデルの全体モデル表示”をOFFにして表示しています。またグラフにおいては、分割設定を”自動”から”分割数”に変更し、”分割数”の隣に”100”を入力しています。

 

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