关于有硫化橡胶的活塞声辐射计算

zhangjun37

大家好，我有一个活塞辐射器，它的辐射表面是个正方形，向前辐射声波，辐射表面的各点处的振动速度可以看成是相同且均匀的。由于它是在水下使用的，所以在它的辐射表面处硫化了一层透声橡胶，橡胶外面是水。我想计算这个有硫化橡胶的活塞在水下的声辐射，请问大家我该用什么模型，怎么来模拟计算呢？该橡胶知道其声速和密度。
补充：一般来说，硫化橡胶的阻抗是与水相近的，可以看成是流体，在要求不高的情况下可以看成是水。在是它的阻抗与水还是有一些区别的，对活塞的声辐射还是有影响的，我现在想计算的就是它对活塞辐射声场的影响。
请教大家了，挺着急的，工作中遇到这个问题，挺着急的。谢谢。

top_dog

我觉得这个可以这样来模拟！
1、你可以在不加硫化橡胶的时候来模拟一下声辐射，这个可以在sysnoise和vl里面实现，就是在辐射的前面加一个面，可以查看出声辐射的云图，
2，在加上硫化橡胶，在橡胶上定义一下他的声阻抗，在模拟一下，得出声辐射云图，
3、对比一下，不就清楚了！
呵呵！这只是个人建议！希望能帮上忙！

mafuyin

与楼上不同，我建议采用有限元和无限元的方法来模拟，因为使用边界元一方面无法准确考虑水对声波的影响。你建立一个前端的声传播区域，把边界定义为无限元，中间区域划分实体网格，硫化橡胶的特性你加载到交接面上，然后进行求解。因为使用边界元和有限元，交界面上的声阻抗特性不一样，有限元可以充分考虑到声音的反射作用。这样求解的结果会比边界元求解的结果更接近实际情况，当然这个分析不难做，你可以两种方法都试试，看看效果，并鼓励将分析结果消参后整理为案例与大家分享。

top_dog

吗版主我说用BEM了吗？
具体解释下：
1.用VL的FEM-PML/AML来做是首选，PML/AML技术比无限元的优势前面有NVH2001的帖子已经阐述了。当然无限远也可以做，但模型网格要求较高，比较麻烦些；
2.当然BEM模型也行，但由于涉及多区域介质，需要多域边界元MD-BEM来模拟，其优势：建模简单，但计算时间会稍长，不建议初学者使用（这是SSN给法国水声界开发的专用工具）。

top_dog

等有时间我做个案例上来吧，呵呵。
楼主是否可以提供几何尺寸、具体参数？

NVH2011

与楼上不同，我建议采用有限元和无限元的方法来模拟，因为使用边界元一方面无法准确考虑水对声波的影响。你 ...
mafuyin 发表于 2011-8-16 08:19

我感觉采用边界元、有限元+无限元、有限元+PML/AMl都能进行仿真，边界元建模更方便点，采用Virtual.lab能满足这些要求，可以逐一试试；
to 马版主，“使用边界元无法准确考虑水对声波的影响”，能具体点吗？VL中直接和间接边界元都能实现流-结构的声振耦合，能够反映流体声阻抗对结构的影响啊

zhangjun37

感谢版主及top_dog的热情回答。
活塞换能器辐射面尺寸为：正方形，边长32mm，厚度为5mm。表面振速可以看成是均匀的，可设为某个固定值。
硫化橡胶为长方体，边长32mm，厚度20mm，声速为2200m/s，密度820。

谢谢！

NVH2011

推荐采用VL FEM/AML，用了之后才知道有多爽。。。不过得10.0的版本

mafuyin

我感觉采用边界元、有限元+无限元、有限元+PML/AMl都能进行仿真，边界元建模更方便点，采用Virtual.lab ...
NVH2011 发表于 2011-8-16 21:40

由于形状突然变化，声学理论表明，交界面声阻抗与本来结构表面的完全不同，这只能由有限元反映出来。

NVH2011

由于形状突然变化，声学理论表明，交界面声阻抗与本来结构表面的完全不同，这只能由有限元反映出来。
mafuyin 发表于 2011-8-16 22:15

to 马版主
声学理论表明，交界面声阻抗与本来结构表面的完全不同
不理解，能多解释下吗？交界面是哪个交界面？是橡胶与结构之间，还是结构和流体之间？？根据声学理论，哪方面的理论，要么不理解要么跟我理解的完全不同啊

mafuyin

结构与流体直接的阻抗突变，因为声波从有限截面传播到了无限半自由场中。

top_dog

如果可以把硫化橡胶简化为水的话，可以直接用边界元或者有限元计算
如果想要考虑硫化橡胶带来的额外复阻抗对外场辐射的影响，除了密度、声速以外，应该还需要材料损耗因子