扬声器-话筒声学特性模拟案例.ppt

* * 案例5-耳机计算结果 鼓膜的位移 600Hz的压力分布 有和没有空气两种情况下的阻抗 In air In vacuo 使用资源 在Windows64 台式机上使用2GB 的内存计算速度为1秒/频率，计算频率最高达到1kHz 案例6：耳蜗模拟器 案例6-耳蜗模拟器模型 发表的文章 “A Combined BEM/FEM Acoustic Model of an Occluded Ear Simulator, Zhang, J?nsson, Schuhmacher, Nielsen, Internoise 2004” 模型描述 电学激励和压电材料 对设备内部的粘热效应产生的损失进行建模 在频率高达20kHz 的情况下仍能得到精确的计算结果 案例6-计算结果对比 考虑粘热性 粘热性消除了传递阻抗谱线的尖峰点 与实验对照 粘热性模型与BK计算模型得到的结果很好的吻合了实验测量结果 高频计算 高频段依然保持很高的计算精度 案例6-计算结果分析 黑色曲线 不考虑粘热性的计算结果，结果取自Helmholtz 共振器的狭缝区(模型红色区域) 红色曲线 考虑粘热性计算结果，只在狭缝区考虑粘热性 第二个模态被耗散(椭圆位置) 结论 ACTRAN / Vibro-acoustics在所有形式的扬声器上都有应用 电视, 汽车音响,扬声器, 耳机, 收音机,等 丰富的材料库 无限元 轴对称模型的应用 高效的直接核外并行求解器 真实的扬声器模型 鼓膜 + 机械流体耦合问题的声辐射问题 鼓膜后部结构的粘热效应 背压和旁路的影响 声音通过扬声器外框结构的传递 声音的吸收 (泡沫材料或者吸声涂层) 扬声器的声音指向性特点 真实的激励:加载在音圈上的力或者压电材料的电学信号输入 Free Field Technologies – ACTRAN ACTRAN 解决电声问题的理想选择 * * * * * * * Boeing NASA * * * * * * 1、使用粘弹性壳单元的原因 2、壳单元的种类——实体壳和薄壳，区别和联系 3、使用对称模型的前提，对称模型对结果的影响（无法反映非对称模态） 4、结构网格和内外空气网格之间的联系——可网格结构一直，也可不一致 * 1、后处理可以显示各个频率下的云图，对于结构可显示位移和应力，对于流体介质可显示其压力 2、pltview的相关内容 1、介绍ACTRAN中的各种结构激励方式 2、对无限元的作用和设置进行介绍 * 1、pltview中可直接得到结构表面的辐射功率 2、介绍pltview中其他可得到的统计量 * 与案例2内容基本相同 * 1、介绍pltview中声学指向性画法 2、比较案例2与案例3辐射功率的异同以原因 3、ACTRAN的采用有限元方法，建模过程与典型的有限元软件类似，不需要进行过多假设和近似，建模过程直观易于理解，避免由于方法选择错误带来的问题。 * 1、介绍多孔介质材料的设置 2、采用多孔介质材料的好处 * 1、ACTRAN的计算结果总是能很好的吻合试验的测量结果，这与ACTRAN真是建模的能力不无关系。 2、ACTRAN对多孔材料的模拟结果也相当准确。 * 计算方法和设置与前面案例基本一致，本案例讨论主要讨论有无空气对膜的振动声辐射的影响——空气会改变膜本身的固有频率。 * Pltview中可以自定义函数，通过自定义函数可直接输出电声学方面的很多变量，方便用户操作和直接查看相关结果。 * 1、对压电材料进行详细介绍——ACTRAN通过定义材料的密度、弹性矩阵、压电矩阵以及电介质矩阵等参量模拟压电材料的物理属性，能够精确进行换能器仿真分析。 2、为什么高频下依然可以得到很高精度的计算结果？——计算网格尺度要满足高频要求。PS：有没有其他原因我不是很清楚了。 1、需要考虑粘热性的区域——很薄的空气层或者很狭小通道 1、粘热性消除尖峰值的原因——阻尼的影响 * Copyright Free Field Technologies Copyright Free Field Technologies Free Field Technologies – ACTRAN ACTRAN在电声行业的应用 李奇 产品经理 欢迎加入ACTRAN QQ群目录 ACTRAN软件背景及主要用户 ACTRAN软件的功能特性 ACTRAN软件在电声行业的应用案例 案例1：低音扬声器 案例2：手机扬声器 案例3：手机模型 案例4：扬声器框架 案例5：耳机 案例6：耳蜗模拟器 Free Field Technologies 1998，由Dr. Jean-Pierre Coyette、Dr. Jean-Louis Migeot创立 1999-2001，雷诺, 标志, 菲亚特, 通用汽车, 空中客