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測試與測量  

COMSOL針對聲學領域應用推出模擬工具軟體

上網時間: 2007年04月23日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:聲學模組  Acoustics Module  模擬軟體工具  聲波元件 

針對建構或量測聲波的科學家與工程師,COMSOL推出新款模擬軟體──聲學模組(Acoustics Module)。該產品可做為研究固體與流體線性機械波現象的工具,是為從事建構聲波、量測或使用聲波元件的各領域人士所設計,讓使用者可容易地模擬固體和穩態流場的聲波傳播,同時也包含研究移動流場的氣動聲波。

在聲學工業中有幾個應用領域,例如揚聲器設計,不論是獨立式揚聲器或是像手機之類的嵌入式電子裝置;水下物體偵測和辨識;遠場分析到輻射模態的預測與訊號強度等。COMSOL的聲學模組內建各種應用模版,提供量身訂做的使用者介面和參數設定欄位,這都是在聲波應用中非常重要的參數,使用者可以建立或載入各式幾何模型,並對物理參數進行微調,最後求解問題。

COMSOL表示,幾項特點使得該公司聲學模組產品適於聲學領域的模擬研究,舉例來說,大部分聲波問題所假設區域是無窮界限的,對任何電腦來說,要模擬幾乎無窮的區域是遠超出電腦能力範圍,為了成功地模擬,適當地截斷的空間區域,並理想地定義有限空間區域是必須的;聲學模組採取完美匹配層(PMLs)來定義,這是目前已知最方便且準確的方法來截斷開放性的聲場環境,完美匹配層是一個額外的區域,能夠吸收入射輻射而不造成反射;對廣大範圍的入射角提供良好的模擬結果,並且任何波前形狀也不會受影響。

另一個聲波研究的關鍵要素是阻尼,聲學模組提供三種方法引入固體和流體的吸收:分別是Delany-Bazley方法,使用者可以輸入流阻;輸入特定的吸收係數;或廣義吸收方法,從阻尼材料的量測中載入複數材質數據。

為了幫助使用者能快速地發展自身的模型與使用軟體的技巧,透過COMSOL聲學模組提供的模型案例資料庫,只需要開啟模型案例資料庫,再利用詳細的理論背景討論與操作步驟的說明文件,模擬工作將更具效率。

COMSOL指出,其中一個例子是如何設計一個低音擴聲器,這涵蓋了電磁場、聲場和結構問題等多物理量耦合,另一個案例是開放式管路問題,這是一個聲波共振的經典案例,第三個案例是研究噴射引擎傳播模態的反射,包含可壓縮流和完美匹配層截斷區域,其結果與已發表的模擬結果和半經驗理論解比較相當吻合。




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