comsol创建声音仿真环境
COMSOL可视化仿真在声学理论课程中的应用与实践
COMSOL可视化仿真在声学理论课程中的应用与实践作者：辛锋先刘学伟伍晓红吴莹来源：《高教学刊》2018年第24期摘; 要：多孔介质中的声波传播是连续介质力学的重要研究方向之一，在力学研究生课程《声学理论与工程应用》中引入COMSOL多物理场有限元软件，进行可视化的数值仿真课程教学，提高了学生学习兴趣，增强了学生对声波在多孔介质中传播与耗散机理的理解，取得了良好的教学效果。
在课程教学中，应用COMSOL软件中构建了多孔吸声材料的声传播有限元模型;结合数值计算设置过程，讲解了声压、粒子振速、声强和能量耗散等声学概念;开展数值计算，根据计算结果讲解了如何在软件中求解表面声阻抗、声压反射系数和吸声系数等声学参量，并进一步分析讨论了声波在多孔材料中的传播规律与能量耗散机理。
通过以上教学，促进了学生的理论知识学习和软件仿真学习，开拓了学生创新性思维，增强其自主学习能力。
关键词：多孔介质;声传播;COMSOL软件;有限元建模;课程教学中图分类号：G642 ; ; ;文献标识码：A 文章编号：2096-000X（2018）24-0001-04Abstract： Acoustic wave propagation in porous media is one of the most important researches of continuous medium mechanics. In the course of Acoustic Theory and Engineering Application，the COMSOL multi-physics finite element software is introduced into the course teaching. The visualization simulations based on COMSOL are carried out to improve the students' learning interest and to help further understand the acoustic wave propagation and dissipation in porous materials. Specifically， a finite element model for acoustic wave propagation in porous material is developed in COMSOL software. Meanwhile， the concepts of acoustic pressure， particle velocity， sound intensity and energy dissipation are explained in the process of numerical calculation. Numerical calculations are conducted to explain how to solve the surface acoustic impedance， reflection coefficient and absorption coefficient in the software. Moreover， the propagation and energy dissipation mechanism of acoustic waves in porous materials are discussed. The above teaching method promotes the students' theoretical learning and software simulation， and remarkably enhances the students' innovative thinking and autonomous learning ability.Keywords： porous media; acoustic wave propagation; COMSOL software; finite element modeling; course teaching引言声学理论是连续介质力学的一个重要分支学科，主要研究声波在连续介质（包括固体介质、流体介质、固液或固气两相介质）中的传播与衰减规律。
基于COMSOL的声悬浮模拟仿真
基于COMSOL的声悬浮模拟仿真发表时间：2018-11-15T11:43:16.157Z 来源：《科技新时代》2018年9期作者：卜艺浦[导读] 本文主要研究超声悬浮中液滴的悬浮情况，利用COMSOL有限元分析软件建立超声悬浮仪器的物理模型江苏省泰兴中学江苏泰兴 225400摘要：本文主要研究超声悬浮中液滴的悬浮情况，利用COMSOL有限元分析软件建立超声悬浮仪器的物理模型，模拟驻波悬浮的声场，从而得到声压与声压级的分布频域。
通过改变悬浮液滴的形状和尺寸，发现声压分布随着液滴参数的变化而发生相应的改变。
通过研究液滴并对这些液滴在声场中的声压分布进行分析，最终得出液滴在驻波场中稳定悬浮所需的条件。
关键词：声悬浮；声压；声辐射力；液滴；COMSOL有限元分析软件1. 引言超声悬浮是实现无容器环境的一种方便快捷的技术，无容器环境对于材料、生化分析和样品制备非常重要，因为它避免了样品与容器壁的接触，从而隔绝了众多污染源。
相较于其他类型的悬浮，声悬浮具有很多方面的优势。
与磁悬浮和电悬浮相比，声悬浮技术对样品是否带电或是否具有磁性没有要求，也不会使样品产生热效应；对比光悬浮，声悬浮不必特意使用特定材质样品，比如石墨烯等，也能产生较大的悬浮力；声悬浮也比气流悬浮技术更稳定可控。
另外，声悬浮可广泛应用于蛋白质结晶、液态合金深过冷快速凝固研究、液滴动力学、微剂量生化研究，以及胶体液滴的干燥等领域[1]。
超声悬浮一般分为有两种，一种为超声近场悬浮[2]，另一种是驻波悬浮[3]。
所谓近场悬浮，就是依靠物体下方发射器发射高频声场产生声辐射力与物体自身重力平衡使物体悬浮，这种悬浮方式多应用于无接触条件下移动物体的研究。
驻波悬浮仪器一般由超声波发射器、换能器、变幅杆、发射端、反射端、石英管及调谐机构组成，在发射端与反射端之间形成驻波场，从而产生声辐射力使物体悬浮。
所谓驻波，就是指振幅相同、传输方向相反的两个波共同形成的波，也就会有两个方向相反的压强，对其中的物体产生方向相反的两个力。
基于COMSOL的三维扬声器多物理场仿真
VI D E O A P P 视频应用与工程L IC A T IO N & P R O J E C T文献引用格式：田琪，凡凯，徐逢秋，等.基于C O M S O L 的三维扬声器多物理场仿真[J ].电视技术，2019,43(2):46 -5!TI^VN Q , F A N K , X U F Q , & al. M ultij^hysics S im ulation A nalysis o f 3D Speaker Based on C O M S O L[ J ] . V id e o en gin e e rin g , 2019, 43 (2 & ；46 -51.中图分类号：TN 643 文献标志码：A D O I ： 10.16280/j. videoe. 2019. 02. 011基于COMSOL 的三维扬声器多物理场仿真田琪，凡凯，徐逢秋，许贤泽(武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072)摘要：为了提高扬声器等音频设备的设计效率和工作性能，通过多物理场分析软件对扬声器模型进行建模分析，并且基于扬声器的工作原理提出了 一种对三维复杂模型进行单项解耦的分析方法，该方法是把磁场单独提出来进行仿真计算，将 结果带入到声一固耦合仿真从而达到全耦合的效果。
利用该方法对模型进行时域仿真，其中分析了 O K 因子随音圈振动 产生的非线性失真对仿真的影响，分析了单项解耦方法得到下的仿真结果，并将声压级曲线与传统多物理场全耦合方法 的结果进行对比分析，讨论了单项解耦方法的可行性和优势，得到了在三维扬声器中单项解耦方法比全耦合方法更高效、 准确的结论。
关键词：扬声器；仿真；解耦；多物理场；C O M S O L;物理模型M ultiphysics Sim ulation Analysis of 3D Speaker B ased on COMSOLTIANQi ，FANKai ，XUFengiu，XUXianze# Electronic Information School, Wuhan University, Wuhan 430072, China')A b s tr a c t :In order to im prove the design e fficie n cy and w o rkin g perform ance o f audio equipm ent such as speakers，the speaker m odel is m odeled and analyzed *y m u lti - physics analysis softw are ，and based on the w o rkin g p rin c ip le o f the spe aker ，an analysismethod fo r single - de couplin g o f three - dim ensionalcom plex models is proposed. Them etliodis toseparately proposeic fie l(i to carry out tlie sim ula tion c a lc u la tio n，and b rin g the re sult in to the acoustic - solid co u p lin g sim ula tion to achieve the fu llco u p lin g effect. The tim e dom ain sim ula tion of the m odel is carried out by using th is m ethod. The influe nce o f t!ie n o n lin e a r disto rtio n generated by the B L factor w it!i the vilDration of t!ie voice c o il on the sim ula tion is analyzed. The sim ula tion results obtained by the single de couplin g method are an a lyze d ，and the sound pressure level curve is com pared w ith the tra d itio n a l one . The results ofthe physics fu llco u p lin g m ethod are com pared and analyzed. Thefe a s ib ility and advantages o f thesingle- itemde couplin gare discussed. The c onclusion that the single - item de couplin g method is more e ffic ie n t and accurate than the fu ll - co u p lin g m ethod in the three - dim ensional loudspeaker is obtained.K e y w o r d s :S peaker ; s im u la tio n ; d e c o u p lin g ; M u ltip h y s ic s ; C O M S O L ; ph ysica l m odel扬声器是一种将音频电信号转换成声音信号的 电声器件。
三维虚拟声音仿真方法
ｑ ｕ ｉ ｔ ， Ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｍ ｕ ｓ ｉ ｃ Ｔ ｕ ｔ ｏ ｒ ｉ ａ ｌ ，Ｍ Ｉ ｊ ０ Ｋ） ：
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ｖ ｏ ｉ ｄ Ａ ຫໍສະໝຸດ ｄ ｉ ｏ：：Ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ Ｃ ｌ ｅ ａ ｎ（ ｖ ｏ ｉ ｄ ） ｛
Ｉ Ｎ Ｆ Ｉ Ｎ Ｉ Ｔ Ｅ ）： 播 放 声 音 段
ｇ ｐ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ一＞Ｐ ｌ ａ ｙ Ｓ ｅ ｇ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｅ ｘ （ｇ ｐ Ｓ ｅ ｇ ｍ ｅ ｎ ｔ ， 哪Ｉ ． Ｉ ＿ ， Ｎ Ｕ Ｉ ． Ｉ ＿，０ ，０ ， ｌ Ｊ Ｌ， 【 』 【 ＿，ｇ Ｐ ３ Ｄ ａ ｕ ｄ ｉ ｏ Ｉ ａ ｔ ｈ ）：
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载入声音段到演奏 中
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设置这个声音段为循环播放
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源
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基于comsol的声表面波器件仿真
I T 技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald74声表面波器件简单来说就是一个模拟电信信号处理的一种器件，主要的原理是利用压电介质中传播的声表面波。
声表面波的传播路径也和其他器件不一样，是沿固体传播的。
20世纪70年代，有人发明了叉指型的金属超声换能器，使其在压电晶体的表面上激发表面波的技术，这才在很多的领域引起关注，并且得到了广泛的应用。
才慢慢地形成了一种声表面波器件。
声表面波几个很显著的特点：首先是声表面波的传播速度，是比电磁波要慢很多倍的，因此在它的传播路径上就能够轻易地取样样本来处理。
声表面波器件能够提供给其他方法得不到的信号处理功能，这一功能的实现范围是在高频和超高频波段内，其形式也十分简单。
因此声表面波器件在很多领域都能够受到十分广泛的应用，这其中就包括雷达、通信和电子对抗。
由此可见声表面波是一种弹性声波，只在固体表面传播，表面以下几个波长的深度是其能量的聚集区域。
首先需要明确的是，器件仿真工作是研究声表面波器件制作以及设计的基础,以往的设计和制作通常会出现材料浪费的现象，而且设计的效率并不高，而通过仿真就可以完全避免这些情况的发生。
耦合模型、等效电路模型等都是仿真声表面波器件的很实用的方法，数据分析是通过编写代码的方式呈现的。
不过现在也是出现了大量的分析软件，比如A N S O F T、A N S Y S ，这样的话，流程就可以不用像之前那样的繁琐，通过软件即可进行完整的数据分析。
声表面波是一种可以把能量集中在固体表面的沿固体表面的传播性质的弹性波,可以利用电压基片表面的差值换能器在两个波长的范围内,在传感以及通信等等领域进行有效的激发saw器件。
这是被人广泛应用的，通过近几年的研究，saw 器件结构更加的人性化，不再仅仅是之前的以半无限压电基片的叉指换能器0形式的结构了。
乐甫波就器件是其中一种更加人性化的器件，它可以在叉指换能器的表面溅射一层很重要的薄膜。
COMSOLMultiphysics仿真步骤
COMSOLMultiph ysics仿真步骤1算例介绍一电磁铁模型截面及几何尺寸如图1所示，铁芯为软铁，磁化曲线(B-H)曲线如图2所示，励磁电流密度J=250 A/cm2。
现需分析磁铁内的磁场分布。
图1电磁铁模型截面图(单位cm)图2铁芯磁化曲线2 COMSOLMultiph ysics仿真步骤根据磁场计算原理，结合算例特点，在COMSOL Multiph ysics中实现仿真。
(1) 设定物理场COMSOLMultiph ysics4.0以上的版本中，在AC/DC模块下自定义有8种应用模式，分别为：静电场(es)、电流(es)、电流-壳(ecs)、磁场(mf)、磁场和电场(mef)、带电粒子追踪(cpt)、电路(cir)、磁场-无电流(mfnc)。
其中，“磁场(mef)”是以磁矢势A作为因变量，可应用于：①已知电流分布的DC线圈；②电流趋于表面的高频AC线圈；③任意时变电流下的电场和磁场分布；根据所要解决的问题的特点——分析磁铁在线圈通电情况下的电磁场分布，选择2维“磁场(mf)”应用模式，稳态求解类型。
(2) 建立几何模型根据图1，在COMSOL Multiph ysics中建立等比例的几何模型，如图3所示。
图3几何模型有限元仿真是针对封闭区域，因此在磁铁外添加空气域，包围磁铁。
由于磁铁的磁导率，因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合，并设为磁位的参考点，即(21) 式中，L为空气外边界。
(3) 设置分析条件①材料属性本算例中涉及到的材料有空气和磁铁，在软件自带的材料库中选取A ir和Sof t Iron。
对于磁铁的B-H曲线，在该节点下将已定义的离散B-H曲线表单导入其中即可。
②边界条件由于磁铁的磁导率，因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合，并设为磁位的参考点，即(21) 式中，L为空气外边界。
利用CAD软件进行声学模拟与优化的技巧与方法
利用CAD软件进行声学模拟与优化的技巧与方法近年来，声学模拟与优化在工程设计及建设中的应用越来越广泛。
利用计算机辅助设计（CAD）软件进行声学模拟可以帮助工程师更准确地预测声学环境，优化声学设计方案。
本文将向大家介绍一些利用CAD软件进行声学模拟与优化的技巧与方法。
首先，选择合适的CAD软件是至关重要的。
目前市面上有许多声学建模软件可供选择，如COMSOL Multiphysics、ANSYS等。
在选择软件时，我们可以根据自己的需求和项目的复杂度来进行判断。
有些软件更适合特定类型的声学模拟，例如COMSOL Multiphysics在多物理场（如声场、热场、电磁场等）耦合方面具有优势，而ANSYS在大型结构的模拟中更为出色。
在开始声学模拟前，我们需要对声学软件进行合适的设置。
通常包括选择合适的声学模型和设置模型的材料属性。
声学模型通常可以分为几何模型和声学参数模型。
几何模型可以精确地定义建筑或装置的形状和尺寸，而声学参数模型则通过定义材料的声学特性来描述声学行为。
在设置模型的声学参数时，我们需要注意材料的密度、声速、吸声性能等参数，并根据实际情况进行调整。
建立好声学模型后，可以进行声学模拟。
声学模拟的核心是求解声波的传播和反射、散射机制。
求解过程中需要考虑的因素包括源和接收器的位置、声源特性、材料的声学特性、环境的影响等。
常用的求解方法包括有限元法、边界元法、有限差分法等。
这些方法基于声学物理方程和数值计算方法，可以帮助我们预测声学环境和分析声学现象。
在模拟过程中，我们可以借助CAD软件的可视化功能，对声学模型进行三维显示，观察声场的分布和特点。
通过可视化，我们可以更直观地了解声波的传播路径、受阻的位置以及声压分布等。
一些CAD 软件还提供动画演示的功能，可以帮助我们更深入地理解声学现象的演变过程。
在模拟结果出来后，我们可以对其进行分析和优化。
分析模拟结果时，可以从声压、声强、声谱等多个方面进行评估。
COMSOL Multiphysics声学模块介绍
COMSOL Multiphysics声学模块介绍
声学模块能为您的声学建模需求提供一个世界级的解决方案。
该模块是专门为致力于设备生产，测试，和声波应用的您而设计的，应用领域包括了扬声器，麦克风，助听器和声纳设备，同时可以解决消声器设计，声屏障和建筑声学中的噪音控制问题。
操作便利的物理接口为模拟声波在空气，水和其他流体中的传播问题提供了很好的解决工具。
针对热粘性声学的专业模拟工具能让对于微尺寸的扬声器和麦克风等手持设备的模拟更加
精确。
您还能模拟在固体，压电材料和孔隙弹性结构中的振动波和弹性波。
对于声-固，声-壳和压电声学问题的模拟，COMSOL的多物理场用户界面能给您提供更好地仿真体验和精度。
应用领域：
1、声固耦合
2、弹性波
3、电声换能器和扬声器
4、助听器
5、喇叭和麦克风
6、MEMS声学传感器
7、MEMS麦克风
8、机械振动和噪声
9、降噪材料和隔音设计
10、压电声学
11、孔隙弹性波
12、活性和吸收性的消音设备
13、声纳
14、结构振动
15、热声学
混合动力汽车的消声设备，反射单元是有多孔管道内的流体组成
此模型描述了内燃机发动机消声器内的压力分布情况
喇叭：此模型中耦合了电磁场和结构力学场，描述了喇叭内的压力波分布情况
声固耦合分析，一个圆柱周围声压分布
水中压电换能器中声压在固体表面及水中分布。
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comsol创建声音仿真环境
如果你正在学习如何开发仿真App，那么可以观看本文的视频，这是一个关于方法编辑的精彩简介。
开发完成功能齐全的App 后，我们可以一键创建一个方法，在其中加入声音播放、包含用户输入及添加if-else语句。
这些操作全都可以利用“方法编辑器”中的“语言单元”实现，由此创建方法变得轻松简单。
使用COMSOLMultiphysics“App开发器”时，如果仿真App比较复杂，是需要编写方法的。
方法中支持一系列的操作，包括（但不限于）条件语句（If，If-Else）；循环（For，While）；以及用户交互（问题，警告）。
Java®编程语言本身就用于编写方法，所以可以使用Java®的所有功能。
此外，“App开发器”拥有一个内置的“语言单元”库，含有多个模板代码块，经一键单击/双击即可直接插入方法中。
下面的视频以最简单的方式创建了一个方法，展示如何将命令序列转换为一个方法，以及如何播放声音。
视频中重点讨论了“计算”按钮，所以命令为“计算研究1″和“温度绘图（ht）”。
这两条命令转换成方法后，我们使用“语言单元”playSound来设置仿真结束时播放success5.wav声音文件。
视频后半部分继续添加“语言单元”，展现使用方法的真正优势。
我们加入了一个用户输入函数confirm，询问用户是否希望播放声音。
然后添加一条If-Else语句，表示如果用户选择“是”，则播放声音，如果选择“否”，则不播放。