解析領域のサイズに関する調査

本例題について

• 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。

解析空間

解析条件

モデル図

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。

ボディ属性および材料定数の設定

モデル１、２

モデル３

※材料データベースを利用

• ”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

解析結果

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）

まとめ

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。