请教 FEM水下壳体辐射的问题

ziding1763

学习了第11课的内容，期望使用FEM，激励水下壳体振动，考虑耦合情况下的壳体辐射响应。
模型描述：发射源（平面波）位于壳体1m远，壳体半径为0.2m，厚度0.02.
                 发射声波，在考虑耦合的情况下的辐射声场。
                 发射声波的频率很高，最高可达几百kHz，最低也要几十kHz

大问题：这种情况使用有限元还是边界元做比较好？

我的尝试： 结合第8课、第4课和第11课


                 考虑到频率很高，使用边界元非耦合进行计算模型也大到不行了，尝试了一下算了很久。

                考虑使用AML有限元进行计算。根据第8课内容建立类似模型，加上第4课的耦合。

出现的问题：1  先按照第8课建模后，进行振动响应计算，虽然频率范围可选，但是自动选择的频点太多，计算时间略长。
                     2  主要问题：当计算声模态的时候，因为AML，报错。无法继续运算。






阿伟老师和各位研究同志大家来给这个计算模型讨论下，给点计算的建议。

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PS： 我记得在sysnoise里面，原来的声固耦合直接选择 声固耦合的按钮就可以了。在virtual.lab中设置很繁琐复杂。
        模型太大，sysnoise计算不起来。

superxjw

vl的操作肯定比sysnoise的操作方便很多的。外场声学问题，我没想清楚你哪儿来求解声模态。。。

文安

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ziding1763

superxjw 发表于 2013-3-28 00:02

                               
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vl的操作肯定比sysnoise的操作方便很多的。外场声学问题，我没想清楚你哪儿来求解声模态。。。

考虑耦合，不是纯结构振动耦合。第4课中提到如果使用水中声振耦合，需要计算结构模态，声模态，然后求解耦合模态。我想利用这个得到的耦合模态值计算基于模态的声振耦合响应。可否得到外声场问题。

第11课中提到水中声振耦合，需要参考第4课。矛盾的是，外声场BEM方法是计算考虑声振耦合，只能单纯参考结构模态。要考虑复杂耦合，结合第4课，只能是用FEM。但是FEM在这种情况下如何实现外场辐射计算。

我的模型简单的说，就是把第11课的内容，变成FEM方法来做，并作出结构体的辐射声场。
                           另外，如果BEM方法可用的，如何实现水下耦合。

superxjw

ziding1763 发表于 2013-3-28 00:41

                               
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考虑耦合，不是纯结构振动耦合。第4课中提到如果使用水中声振耦合，需要计算结构模态，声模态，然后求解耦 ...

那个是专门研究耦合模态的，你这种外场问题，如果要研究耦合模态，由于流体介质无限大，一般用边界元法更好，在边界元法里面，提供结构模态、耦合面、流体介质，就能计算耦合模态了。
如果不提前计算耦合模态，而直接使用干模态，那么声振耦合计算的时候就使用的干模态呀~ 第11课的，变成FEM来做，外面弄一层声学有限元网格，然后最表面定义AML属性就行了。（FEM方法可直接声振耦合和基于结构模态的声振耦合，对于你这个问题，建议使用后者）你也可以用基于结构模态的声振耦合，那就先计算结构模态（或耦合模态），再进行声振计算就行。

ziding1763

FEM计算耦合模态，在设定AML属性前进行声学模态分析，否则会报错“AML 属性不适合声模态分析”

耦合模态分析完了再设定AML属性，再使用声振计算，或者响应计算。不知道这样对不对


我的疑问：在计算耦合模态的时候，振动模态和声模态频点分别不同，设定值为9k到22.8k，但是系统自动给出的List Frequency 里面的频率两者不同，那么耦合模态正确吗？是不是需要频点对应相同才可以。另外系统是否自动进行频点插值计算？

计算声振计算或者声响应时，计算的频点是否也同耦合模态的频点对应相同？才能得出正确的计算结果。

ziding1763

尝试计算耦合模态后加入AML属性，仍然不能计算基于模态的声振计算，报错“The AML properities are not supported when computing an acoustic mode decomposition“这样就说明，不能用AML方法计算？

能否给点FEM这种方法的计算建议或者说明。

superxjw

ziding1763 发表于 2013-3-28 09:40
尝试计算耦合模态后加入AML属性，仍然不能计算基于模态的声振计算，报错“The AML properities are not sup ...

你这属于外场声学问题啊，没有声模态这个概念么，当然不可以用你那种方法咯。楼主你有点走到自己的思路里面去了。你把你具体的计算模型发个贴，要做什么样的计算，详细说明一下，我给你列举完整的计算步骤，你就去照着做。

ziding1763

嗯。好的，我也觉得进入误区了。主要我对声处理，内外场的声响应的概念理解有问题吧。基础知识很不扎实，嗯，谢谢你的指导。
我先用BEM方法，做下，有问题，再求教。

ziding1763

要做基于耦合的壳体外声场辐射
模型
帮忙列一下计算步骤
另外：我尝试的计算和问题如下：

1 建立结构网格和声学网格（检查ID）
2 定义结构属性和流体属性，并分别赋予结构网格和声学网格
3 声学网格前处理
4 结构模态运算，无约束

（问题：这里设定lower band 9k
              upper band 20k
      但是计算后的List Frequency里面是其他数值在17k附近）
   
5 定义场点
6 定义源（设定声源随频率的变化，9k-20k）
7 计算基于模态的声振响应，（只能在Indirect中计算。那如何计算圆柱壳的辐射声场

Direct Exterior中的基于模态的声振响应怎么是灰色的，无法计算）


麻烦给出计算步骤、如何选择计算，选项的选择。多谢多谢

ziding1763

superxjw 发表于 2013-3-28 14:32

                               
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你这属于外场声学问题啊，没有声模态这个概念么，当然不可以用你那种方法咯。楼主你有点走到自己的思路里 ...

外场声学，也没有基于模态的耦合振动么。
我看BEM的Exterior那个里面，基于耦合的振动响应不可选，是不可算？还是没有物理意义？

记得在sysnoise里面计算外场问题，先计算激发声源的振动响应，再将声源去掉计算辐射场。但是问题是那个里面直接有个选择，选流体-声耦合就可以了。这个为什么就不行了呢？不是升级版本么？

superxjw

ziding1763 发表于 2013-3-28 18:05

                               
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要做基于耦合的壳体外声场辐射
模型
帮忙列一下计算步骤

说实话，有些不是很明确，没有太理解你的意思。我大体的理解，推荐以下方式来做。（建议用FEM-AML，因为如果你要给予结构模态，那么按照你20K的响应，模态起码要取到40K，太恐怖了，所以建议直接声振耦合来做，用声学有限元模块）
步骤：
1、建立结构有限元模型
2、定义结构材料和约束
3、建立声学有限元网格
4、定义流体材料并定义流体网格属性
5、定义凸面声学有限元网格外侧为AML属性
6、定义声学有限元网格和结构网格的耦合面
7、定义外场声源
8、定义场点
9、声振计算（你提到的lower band,upper band,在17k附近。。。没看懂你的意思）
10、结果后处理

superxjw

ziding1763 发表于 2013-3-28 21:44

                               
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外场声学，也没有基于模态的耦合振动么。
我看BEM的Exterior那个里面，基于耦合的振动响应不可选，是不可 ...

如果你用直接边界元，要做强耦合的话，数据方式要选择Node，不能是Elemental。分开算，并不是真正的耦合。sysnoise我很多很多年前用过的了，早没用了，想不起来了。。。

ziding1763

只做完声振计算，能不能再计算，结构网格的振动对空间的二次辐射呢？

superxjw

ziding1763 发表于 2013-3-28 21:52

                               
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只做完声振计算，能不能再计算，结构网格的振动对空间的二次辐射呢？

可以啊，你要这样做可以，但是你上面提到的你需要的计算，不能这样做。