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例題９ 開放境界の精度向上
本例題について
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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。
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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。
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プロジェクトファイルを取得（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）
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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
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項目 |
条件 |
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音波[Mach] |
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解析空間 |
3次元 |
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解析の種類 |
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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。
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タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
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調和解析 |
周波数：スイープタイプ |
ひとつの周波数 |
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周波数：スイープ値 |
1[kHz] |
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周波数スイープ |
逐次スイープ |
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開放境界 |
種類 |
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吸収境界の次元 |
2次 |
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開放境界の半径 |
0.3[m] |
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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
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ボディ No./ボディタイプ |
ボディ名 |
材料名 |
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2/Solid |
AIR |
000_空気※ |
※材料データベースを利用
境界条件
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境界条件名/トポロジー |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
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SYM_X/Face |
対称/不連続 |
対称 |
対称面 |
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SYM_Y/Face |
対称/不連続 |
対称 |
対称面 |
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SYM_Z/Face |
対称/不連続 |
対称 |
対称面 |
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呼吸球/Face |
音波 |
圧力 |
1[Pa] |
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外部境界条件（※） |
音波 |
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※外部境界条件として剛体壁を選択しているが、有限要素法領域の外なので、剛体壁としては機能しません。
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。
