
CAEソフト【 Femtet 】-ムラタソフトウェア株式会社
解析領域のサイズを変えて、結果に及ぼす影響を調べました。
音波例題8を参考にしてモデル作成しましたので、音波例題も参考にしてください。
項目 |
条件 |
解析空間 |
3次元 |
モデル単位 |
mm |
項目 |
条件 |
ソルバー |
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 |
設定項目 |
条件 |
調和解析 |
周波数 |
最小:5[KHz] 最大:5[KHz] |
開放境界 |
種類 |
吸収境界 |
吸収境界の次元 |
2次(モデル1,2) 1次(モデル3) |
空気中にあるスピーカーの音が伝わっていく様子を観察し、モデル作成方法による結果の違いを調べます。。
球状(もしくは直方体)の空気領域の内部に、スピーカの領域を作成し、空気をくり抜いてつくりました。したがって、スピーカのボディは存在しません。駆動部分は圧力1[Pa]で指定しています。球状の空気領域の周囲には開放境界条件を設定していますが、図では内部を見やすくするため、境界条件を外した図を示しています。指向性領域は、2枚のシートボディで作っています。
スピーカを含む形状を変えた、3つのモデルについて解析を行いました。(このページの一番上の図をご覧ください)
モデル1.半径1波長(60cm)の球の中にスピーカを配置したモデル。標準メッシュサイズ1/6波長。
モデル2.半径0.5波長(30cm)の球の中にスピーカを配置したモデル。標準メッシュサイズ1/6波長。
モデル3.直方体の中にスピーカを配置したモデル。(スピーカから5cm離した位置まで空気領域にしました。)標準メッシュサイズ1/12波長。
ただしいずれのモデルもスピーカ周辺の面に対し、メッシュサイズ4を設定しています。これは細かなスピーカ形状による特性を正しく計算するためです。
モデル1、2
ボディ No./ボディ タイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
2/Solid |
空気 |
000_空気※ |
15/Solid |
空気 |
000_空気※ |
18/Solid |
空気 |
000_空気※ |
21/Sheet |
OUTSIDE |
000_空気※ |
22/Sheet |
OUTSIDE |
000_空気※ |
モデル3
ボディ No./ボディ タイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
2/Solid |
空気 |
000_空気※ |
14/Solid |
空気 |
000_空気※ |
15/Solid |
空気 |
000_空気※ |
18/Sheet |
OUTSIDE |
000_空気※ |
19/Sheet |
OUTSIDE |
000_空気※ |
※材料データベースを利用
ボディ属性名 |
OUTSIDE |
”指向性の計算方法を使う”にチェックされたボディは、指向性計算をする領域として認識されます。このボディに材料”000_空気”を指定していますが、この材料は計算に使われません。開放境界を設定したボディの材料が、その外側に広がっているという条件で解析が行われます。
境界条件名/Topology |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
F/Face |
音波 |
圧力 |
1[Pa] |
Open/Face |
音波 |
開放境界 |
|
ボディ属性名”空気”の領域、”OUTSIDE”の領域をコンター図とグラフを使って、3つのモデルの差を観察しました。
”OUTSIDE”領域については、3つのモデルについて差がないことがわかりました。
”空気”領域のコンター図は、空気領域の半分を非表示にして、内部を表示しています。”空気”領域のコンター図とグラフを観察してわかるように、3つのモデルでほぼ同じ結果の得られることがわかった。ただしモデル3の裏側付近だけ、モデル1、2とは異なる解が得られました。
ボディ属性名”空気”領域の音圧分布。 ボディ属性名”OUTSIDE”の音圧分布
ボディ属性名”空気”領域の音圧分布(A-B間 ボディ属性名”OUTSIDE”領域の音圧分布(C-D間)
モデル3では、スピーカと開放境界の距離を1/12波長と短くしましたが、放射特性に変化の無いことがわかりました。ただし、メッシュサイズはモデル1,2の約半分に小さくしています。モデル1,2と同じメッシュサイズで、モデル3を解析すると、結果がずれてしまったからです。このあたりを注意して解析を行ってください。
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