Acoustic Analysis in Abaqus声学仿真
ABAQUS声学分析-acoustics-lecture6
Copyright 2005 ABAQUS, Inc.
L6 .7
Structural-Acoustic Analysis with ABAQUS
Effect of Surface Treatments on Room Acoustics
Copyright 2005 ABAQUS, Inc.
Structural-Acoustic Analysis with ABAQUS
• The sphere is driven as a rigid body to excite mode 1 using the *BOUNDARY, TYPE=DISPLACEMENT option.
• A frequency range of 10 Hz to 204 Hz, corresponding to ka ~ 0.2 to 4.0 is analyzed using *STEADY STATE DYNAMICS, DIRECT.
L6 .9
Effect of Surface Treatments on Room Acoustics
– Example: Small room coupled to inlet and exhaust ducts. • Uniform forcing at inlet end. • Exhaust to exterior modeled using a small hemisphere of air and the spherical radiation condition. • At the frequency shown, the inlet excitation has excited a standing wave in the room.
ABAQUS 关键字 ACOUSTIC MEDIUM英
*ACOUSTIC MEDIUMSpecify an acoustic medium.This option is used to define the properties of an acoustic medium used with acoustic elements. The *ACOUSTIC MEDIUM option must be used in conjunction with the *MATERIAL option. The*ACOUSTIC MEDIUM option can be used multiple times to specify all the properties of an acoustic medium.Products: ABAQUS/Standard ABAQUS/ExplicitType: Model dataLevel: ModelReference:•“Acoustic medium,” Section 20.3.1 of the ABAQUS Analysis User's ManualOptional, mutually exclusive parameters:BULK MODULUSInclude this parameter to define the bulk modulus for the acoustic medium (default).CA VITATION LIMITThis parameter applies only to ABAQUS/Explicit analyses.Include this parameter to define the cavitation pressure limit for the acoustic medium. When the fluid absolute pressure drops to this limit, the acoustic medium undergoes free volume expansion or cavitation without a further decrease in the pressure. A negative cavitation limit value represents an acoustic medium that is capable of sustaining a negative absolute pressure up to the specified limit value. Any nonzero initial acoustic static pressure values such as those due to the atmospheric pressure and/or the hydrostatic loading can be specified using the*INITIAL CONDITIONS, TYPE=ACOUSTIC STATIC PRESSURE option.If this parameter is omitted, the fluid is assumed not to cavitate even under arbitrarily large negative pressure conditions.VOLUMETRIC DRAGInclude this parameter to define the volumetric drag coefficient for the acoustic medium. Optional parameter:DEPENDENCIESSet this parameter equal to the number of field variable dependencies included in the definition of the acoustic medium, in addition to temperature. If this parameter is omitted, it is assumed that the acoustic medium property is constant or depends only on temperature. See “Specifying field variable dependence” in “Material data definition,” Section 16.1.2 of the ABAQUSAnalysis User's Manual, for more information.Data lines to define the bulk modulus of an acoustic material:First line:1.Bulk modulus. (Units of FL–2.)1.Temperature.1.First field variable.1.Second field variable.1.Etc., up to six field variables.Subsequent lines (only needed if the DEPENDENCIES parameter has a value greater than six):1.Seventh field variable.1.Etc., up to eight field variables per line.Repeat this set of data lines as often as necessary to define the bulk modulus as a function of temperature and other predefined field variables.Data lines to define the cavitation pressure limit of an acoustic material:First line:1.Cavitation pressure limit. (Units of FL–2.)1.Temperature.1.First field variable.1.Second field variable.1.Etc., up to six field variables.Subsequent lines (only needed if the DEPENDENCIES parameter has a value greater than six):1.Seventh field variable.1.Etc., up to eight field variables per line.Repeat this set of data lines as often as necessary to define the cavitation pressure limit as a function of temperature and other predefined field variables.Data lines to define the volumetric drag of an acoustic material:First line:1.V olumetric drag coefficient. (Units of FTL–4.)1.Frequency. (Cycles/time.) Frequency dependence is active only during frequency domainprocedures in ABAQUS/Standard.1.Temperature.1.First field variable.1.Second field variable.1.Etc., up to five field variables.Subsequent lines (only needed if the DEPENDENCIES parameter has a value greater than five):1.Sixth field variable.1.Etc., up to eight field variables per line.Repeat this set of data lines as often as necessary to define the volumetric drag as a function of frequency, temperature, and other predefined field variables.。
声学仿真基础介绍
3）. 有限元方法及边界元方法介绍 4）. Virtual. lab-Acoustic 启动与图形界面介绍 5）. Virtual. lab-Acoustic建模基本知识
• 单位制； • 网格要求； • 单元的法线方向.
6）. Virtual. Lab 建模分析流程
Source Engine
Microphones Array Muffler
Virtual. Lab中的实现
Lw1
模拟试验中的 ISO3744场点
Lw2
传递损失: TL
TL Lwi Lwt
声衰减: NR
NR 20 log(Pn / P1)
Source
Engine
Lwi
Muffler
P Source
2. 时域2与pr频,t域 c1的2 关2 pt系r2,t： 0
时域
pr,t ~p(r) eit
k 2 2 f c c
2 ~p k 2 ~p 0
频域
求解方程都为运动学方程与结构运动学方程相同，可以将振动与声学方程进行
3. 有限元方法：
耦合求解，从而实现声振耦合的效果。
运动学方程： H i A 2Q p i F
• 映射规则是按照权重进行网格节点进行映射：
网格格式要求：
Virtual. lab-Acoustic建模基本知识
单元法向要求：
有限元网格模型的法线方向总是指向声腔的一面； DBEM的法线必须指向流体存在的一面； IBEM的法线可以指向内也可以指向外，法线方向确定了单元的正方向与负
方向，为了保证计算结果的正确性，有必要让单元法向方向保持一致。
• 在施加边界条件时一定要主要单元的法线方向，与法线方向一致是正值，否则为 负值。
abaqus声固耦合方法
abaqus声固耦合方法
Abaqus是一种常用的有限元分析软件，它可以用于解决声学和
固体力学问题。
声固耦合是指声学问题和固体力学问题之间的耦合
关系，也就是声波对固体的影响或者固体对声波的影响。
在Abaqus 中，可以通过声固耦合方法来模拟这种耦合关系。
在Abaqus中，声固耦合分析通常涉及到以下几个方面：
1. 声学模型，首先需要建立声学模型，包括声源、声波传播介
质和接收器等。
在Abaqus中可以使用声学元素来建立声学模型，比
如声压元素和声速元素。
2. 固体力学模型，同时需要建立固体力学模型，包括受力结构、材料性质等。
可以使用Abaqus中的固体单元来建立固体力学模型。
3. 耦合边界条件，在声固耦合分析中，需要定义声学模型和固
体力学模型之间的耦合边界条件，比如固体表面的声压加载或者固
体的振动对声波的影响。
4. 求解耦合问题，最后需要进行耦合问题的求解，Abaqus提
供了耦合分析的功能来解决声固耦合问题，可以通过设置合适的分析步骤和求解器来完成声固耦合分析。
总的来说，在Abaqus中进行声固耦合分析需要建立声学模型、固体力学模型，定义耦合边界条件并进行耦合问题的求解。
通过合理的建模和分析设置，可以模拟声波对固体的影响以及固体对声波的影响，从而完成声固耦合分析。
希望这个回答可以帮助你理解在Abaqus中进行声固耦合分析的方法。
Abaqus仿真分析培训课件
ABAQUS主要功能
复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常 庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题
模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高 分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡 沫材料以及土壤和岩石等地质材料
（2）ABAQUS软件在求解非线性问题时具有非常明显的 优势。其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态 非线性等多个方面。
综合性能对比
综合性能对比 1. ANSYS软件的命令流操作非常方便，对于结构循环优化方 面比较有优势，但目前还只是局限于线性方面，非线性方面 功能较差、近几年有一定发展； 2. ABAQUS软件则在显式非线性方面有些特色，但隐式非线 性方面比不上ADINA，且不具备流体的功能 3. ADINA软件则在结构非线性及多物理场耦合方面非常出色， 是全球非线性功能最强大的有限元软件之一，而且具有全球 最好的流固耦合分析功能。
二维热传导
D yA
C
1.0
E
0.5
0.2
Conductivity = 52W/m/oC Film coefficient = 750W/m2/oC Boundary conditions: = 100oC C along AB Heat flux = 0 along DA Convection to ambient temperature of 0oC along BC and CD Objective: Find q at E Target solution: 18.3oC at E
计 软件除具有上述常规和特殊的分析功能外，在材料模型，单元，载荷、
约束及连接等方面也功能强大并各具特点： 材料模型：定义了多种材料本构关系及失效准则模型，包括：弹性：线
利用ANSYS谐响应分析结果导入LMSVirtuallab中进行声学分析步骤
1.前期用ANSYS寸模型进行动力学分析，然后保存结果文件.rst格式的，然后导入到Vritual Iab12中进行声学分析，可能步骤有些长，大家尽量慢慢看，如果有不明白的，或者我的步骤有错误的，大家可以指正，还有我的VL版本是12的，12的版本和以前的微有不同，在后边大家会发现的。
我的Q1728993717.2.进入声学模块：开始一Acoustics—Acoustics Harm on ic BEM ；3.导入Ansys分析结果文件.rst格式：文件一Import —默认即可，看好单位，与模型统一；4.更改文件名称，便于后续操作：在特征树中点开Nodes and Eleme nts —右键点其子选项（就是带有齿轮标志那个）一属性一特征属性一更改名称一StructuresMesh.5.提取声学面网格：开始一Structures —Cavity Meshing —插入一Pre/Acoustics Meshers —Pre/AcousticsMeshers —Ski n Meshers，出现一下图框，在Grid to Skin区域选择结构网格即：StructuresMesh，其余都默认不用改，之后点击应用，Close。
6.在次回到声学模块：开始一Acoustics—Acoustics Harm on ic BEM ;7.命名声学网格：点开特征树中的Nodes and Elements —右键Skin Meshpar1.—属性一特征属性一改名称一AcousticsMesh ;到这步之后为了方便起见，可以将结构网格StructuresMesh 隐藏：右键StructuresMesh —Hide/Show ;8.设定分析类型：工具一Edit the Model Type Defi niti ons —点击"是”出现对话框如下：之后，在左边选中 StructuresMesh , 然后点右边的 Set as Structures ；同理，选中AcousticsMesh 点击右边 Set as Acoustics然 后确定即可；10. 声学网格前处理：插入 一Acoustic Mesh Prepocessing set 出现如下：在Mesh Parts 中选声学网格AcousticsMesh —确定即可;按照图所示设置即可；9.设置网格类型：工具一 Set Mesh parts Type ：11. 定义材料：插入一Materials — New Materials — New Fluid Materials 按下图选着填写即可:就都是默认即可，不用更改什么，然后点击确定。
Abaqus模块介绍
美国 ABAQUS 软件公司北京代表处华贸中心 2 号写字楼，707-709 室 中国，北京 100016 电话：(8610) 6536 2345 传真：(8610) 6598 9050ABAQUS模块简介ABAQUS 有两个主分析模块——ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit，ABAQUS 也包含一个具 有交互作用的图形模块——ABAQUS/CAE,他提供了 ABAQUS 图形界面的交互作用工具。
ABAQUS/CAE（前后处理） ABAQUS/CAE 是 ABAQUS 有限元分析的前后处理模块，也是建模、分析和仿真的人机交互平台。
该模块根据结构的几何图形生成网格，将材料和截面的特性被分配到网格上，并施加载荷和边界条件。
该模块可以进一步将生成的模型投入到后台的分析模块运行，对运行情况进行监测，并对计算结果进行 后处理。
ABAQUS/CAE 的后处理支持 ABAQUS 分析模块的所有功能，并且对计算结果的描述和解释提 供了范围很广的选择，除了通常的云图，等值线和动画显示之外，还可以用列表，曲线等其他常用工具 的来完成工程显示。
该模块的许多独特功能与特点，例如 CAD 建模方式、参数化建模、适应设计者要求 的数据管理系统等极大的方便了 ABAQUS 的使用者。
ABAQUS/Standard（通用程序） ABAQUS/Standard 是一个通用分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、 动态、 热和电反应等。
对于通常同时发生作用的几何、 材料和接触非线形采用自动控制技术处理。
ABAQUS 拥有 CAE 工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程材料的线形和非线形行为，而且任何 一种材料都可以和任何一种单元或复合材料的层一起用于任何合适的分析类型。
ABAQUS/Explicit（显示分析） ABAQUS/Explicit 是利用对事件变化的显示积分求解动态有限元方程。
Abaqus流固耦合仿真方法大全，总有你的菜，哪怕是佛系
Abaqus流固耦合仿真⽅法⼤全，总有你的菜，哪怕是佛系对于⼀般的流固耦合问题，Abaqus提供的仿真⽅法多种多样，最常⽤的三⼤类是：1.协同求解需要不同求解器之间进⾏通信：a.使⽤SIMULIA 协同仿真引擎b.使⽤多场耦合分析⼯具MpCCIc.使⽤Abaqus的ZAERO接⼝程序2.CEL3.SPH⽽特殊流固耦合问题，⽐如渗流（Seepage分析）、湿模态（可⽤Acoustic单元）、流体腔（Fluid Cavity）等，Abaqus也都有对应的分析⼿段。
最近问到的流固耦合问题⽐较多，这期⽂章就介绍⼀下Abaqus常⽤的三⼤类流固耦合分析⽅法。
1.协同求解a.使⽤SIMULIA协同仿真引擎⾸先要有两个model，⼀个CFD，⼀个Structure，定义耦合界⾯，并分别创建两个作业；然后通过SIMULIA协同仿真引擎引⽤两个model的作业，创建⼀个协同仿真；最后提交协同仿真任务，在模型树中可调出两个协同分析作业的监控。
Abaqus/CFD特点：能够进⾏不可压缩流体（通常认为是液体或者密度变化相对较⼩的⽓体，0≤Ma≤0.1~0.3）动⼒学分析，可以是层流或湍流（4种湍流模型）、稳态或瞬态（能够使⽤ALE变形⽹格）。
流体参数：密度、粘度、初始速度、等压⽐热容、热膨胀系数。
⼯程应⽤领域：⼤⽓扩散、汽车⽓动设计、⽣物医药、⾷品加⼯、电器冷却、模具填充等。
6.10版引⼊CFD求解器，2017版取消，因此该⽅法只能在Abaqus有限版本内使⽤：SIMULIA Co-simulation Engine简介：达索SIMULIA的多场耦合求解平台，内置于Abaqus Job模块，功能强⼤，可以⽤于耦合Abaqus不同求解器或第三⽅求解器，⽐如单独在Abaqus内可以做到：①流固耦合将⼀个Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit分析过程与⼀个Abaqus/CFD分析过程进⾏协同；②共轭热传导将⼀个Abaqus/Standard分析过程与⼀个Abaqus/CFD分析过程进⾏协同；③电磁-热或电磁-⼒学耦合将两个Abaqus/Standard分析过程进⾏协同；④隐式瞬态分析和显式动态分析之间耦合将⼀个Abaqus/Standard分析过程与⼀个Abaqus/Explicit分析过程进⾏协同。
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Webinar Title – Month Year – See View>Slide Master to change Improving Acoustic Performance
vibrating plate
fluid u
plate u
fluid u plate if r 0 : u fluid u plate if r 0 : u
Webinar Title – Month Year – See View>Slide Master to change Improving Acoustic Performance
Acoustic Analysis in Abaqus
2011 Feb web-training Simutech ution Corporation
Agenda
Acoustic Analysis in Abaqus
Structural Acoustic Applications Acoustic Problem Types Possible with Abaqus Acoustic 名詞解釋 Acoustic analysis的準備事項 Acoustic Analysis建模指引 Examples
Example of Volumetric Acceleration
A horizontal, flat rigid plate oscillating vertically imposes an acceleration on the acoustic fluid. An acoustic load is equal to this acceleration times the surface area of the plate. The load is the acceleration of a fluid particle if the volumetric drag (r) is zero.
Volumetric drag (r) is related to material impedance (Zmat) by the following relationship :
r
2 Re Z mat Im Z mat Kf
The imaginary part affects the pressure amplitude. The real part affects the wavelength.
Such flow resistance effects are commonly characterized in the frequency domain by a complex, frequency-dependent:
Density Impedance
or
Propagation constant
Acoustics Terminology
Volumetric drag
The medium supporting acoustic waves may be flowing through a porous matrix.
Examples: fiberglass used for sound deadening, ultrasonic sound in the human body
Webinar Title – Month Year – See View>Slide Master to change Improving Acoustic Performance
Acoustic Problem Types Possible with Abaqus
Uncoupled acoustics problems (pure acoustics problems)
Piezoelectric
Tire noise
Underwater
Courtesy: Honeywell FM&T
Webinar Title – Month Year – See View>Slide Master to change Improving Acoustic Performance
Air and other gases Water and other liquids Solid media, if:
– Shear is unimportant compared to dilatational stresses. – Example: some soils or rubber structures, especially in small-vibration analysis.
Modal solution methods (Abaqus/Standard only)
Eigenfrequency extraction
– Both uncoupled and fully coupled mode extraction
Modal dynamic analysis
Webinar Title – Month Year – See View>Slide Master to change Improving Acoustic Performance
Acoustic analysis的準備事項
General Capabilities
Acoustic element Structural-acoustic interface coupling elements Acoustic infinite elements
Tetrahedral element model with one‐eighth symmetry
Transmission loss of a body due to surface effects
Impedance
The acoustic impedance, Zn, is defined as the ratio of acoustic pressure to the associated particle speed in a certain direction:
Interior sound problems (automobiles, airplanes, rooms) Exterior sound propagation problems (radiation from machinery, engines)
Coupled structural-acoustics problems
Webinar Title – Month Year – See View>Slide Master to change Improving Acoustic Performance
2
Structural Acoustic Applications
Engine noise Human perception and comfort Architectural acoustics Design and analysis of electro-acoustic systems Underwater applications Vibrations of structures interacting with fluids
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Acoustics Terminology
Volumetric Acceleration
Acoustic load due to acoustic particle motion fluid
General Capabilities
Acoustic medium and surface properties
Material properties may be dependent on temperature, and/or on user-defined field variables.
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Acoustic 名詞解釋
Acoustics Terminology
What is impedance (physically)?
Solution procedures
Direct solution methods
Transient dynamic analysis (Abaqus/Standard and Abaqus/Explicit) Steady-state dynamic analysis (Abaqus/Standard only)
Webinar Title – Month Year – See View>Slide Master to change Improving Acoustic Performance
General Capabilities
Boundary conditions
Nonreflecting boundary conditions for the following domains, with or without volumetric drag effects
Acoustic Problem Types Possible with Abaqus