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[Virtual.Lab] 碰到的几个问题集中问一下,谢谢!

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发表于 2007-9-13 21:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1.一个简单的问题就是:
空气中一束平面声波向水斜入射,虽然水相对空气阻抗大很多,但总还是有透射的,如果不近似定义导纳为0,要同时得到空气中和水中的声场,那么这个问题该如何建模(三维还是二维、计算区域、空气和水的模型网格的划分、界面的网格划分)?边界条件该如何取?

2.sysnoise中计算二维问题时,无法定义点声源。那么我想得到点声源的效果该怎么办?刚开始想用柱面声源代替,虽然波形相近,但是其随距离的衰减规律显然不一样,距离差十倍,点声源的球面波声压级差20dB,而柱面波差10dB,进行了入射场分析后结果也是这样的。那这种情况下该怎么描述呢?我看了手册,难道要自己编程么?

3.全吸收边界条件在sysnoise中该怎么定义?以前在impedence中定义为0,好像报错而无法定义。

4.计算流体流动性对声场的影响时,需要建立有限元模型。我不明白在定义流速时正负号该怎么取?判断正负的标准是什么?在定义流速时,都是定义在面上(face),而实际中整个流场中若流体以固定流速在运动,这个怎么模拟?比如想计算空气中风对声波传播的影响该怎么建模?

4.建立有限元流体模型(FEM Fluid)时,网格本身代表了流体本身么?那网格之外的默认就是空气了么?

5.二维边界元(BEM)分析中,我用ansys对一个平面进行了网格划分(使用quard 4),然后作为场点网格导入,结果却报错,然后我试着用它作为模型网格导入,选择BEM分析模型,然后设置为二维问题,结果也报错。如果后者报错是因为二维边界元分析模型不能接受这种面网格的话,那前者报错是什么原因呢?我直接用sysnoise中的面场点定义了一个面,就可以。我想导入外部网格是因为想要的场点区域比较特殊,sysnoise中定义的平面网格有些场点我不想要。

6.一个复杂点的问题:
空气中因为温度影响而使空气或者大气出现分层,那么这时如何计算声波在这样的空气中的传播?使用VIOLIN模型么?可都是空气,只是温度不同,密度和声速也不同,其他条件该怎么定义?如何建模呢?

7.flow模型能用二维模型来分析吧?

8.在二维FEM分析中,我在模型网格之外的区域定义了一个平面波声源,然后计算时说有xxx个节点无法计算,看结果应该是模型网格之外的区域无法计算。那我的问题就是,有限元流体(FEM Fluid)分析模型只能计算模型网格所包含的区域么?有限元流体分析模型的边界条件该怎么施加?

暂时有这么几个问题,麻烦大家帮忙分析一下。谢谢!!!!
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发表于 2007-9-13 21:56 | 显示全部楼层
1.二维和三维都可以。可以考虑用FEM分析,空气和水分别用FEM,采用流体-流体耦合分析类型,在耦合界面上的网格节点要对应。
如果你主要关心的是界面处的声场的话, 可以将模型取大点,那么其他地方的边界对结果的影响就比较小了。
2.二维中的点声源  就是柱面声源.球声源是三维的,和柱面声源当然不一样
3.可以设置阻抗为 空气中声波的特征阻抗 即 空气密度×声速
4.速度方向与单元法向有关,如果速度方向与单元法向一致则为正,否则为负。我们计算的都是稳态情况,只需要定义边界条件就可以了。
4.描述流体运动有2种坐标,欧拉和拉个朗日。有限元中一般采用欧拉坐标。 且有限元只能分析内部声场,那么网格之外的就什么都不存在了。
5.在导入网格之前,要先设置分析类型。确定你导入的时候选择的是 场点类型。
6.温度的影响 这里计算不了。如果只是计算不同密度和声速的话, 可以用 流体-流体耦合的方法
7.没有试过
8.所有的声源 边界条件当然要在网格之内了。 边界条件的定义和边界元是一样的。

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发表于 2007-9-14 10:27 | 显示全部楼层
之所以称为二维问题是因为系统参数与一个坐标无关,想在二维问题中定义点源是不是有问题?
 楼主| 发表于 2007-9-15 14:39 | 显示全部楼层
不知道在哪里给你们加分,这里谢谢peng和ellips了
你们的回答给了我一些启发,主要是耦合。以前没想到用耦合来计算。
不过还是要试试,等成功了把结果发来跟大家分享。

这里还有个问题是,FEM分析模型无法定义声源,这样在分析时只好定义速度边界条件。我想分析的是流动对声传播的影响,而FLOW模型在sysnoise中只能用FEM分析模型。如果只是计算一个点声源或者平面声源的流动声场,用速度边界条件感觉有点把问题复杂话了。

如果是点声源,那么我要做出一个球形区域,然后进行网格划分,在表面施加相同的速度边界条件来模拟点声源,总感觉这样有点不太对劲似的。
发表于 2007-9-16 12:16 | 显示全部楼层

回复 #4 plaxm 的帖子

呵呵,欢迎分享经验与结果.

当流体速度远小于声速时,即低马赫情况,对声场的影响是很小的.对于高马赫情况,就没有研究过了.

用速度边界条件来模拟点声源是有问题的,点声源理论上是狄克拉函数.一般的振动球,频率很低时辐射效率很低,作为点声源是不合适的.

有些问题还是数值计算好,实际建模很麻烦,呵呵.
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