扬声器音箱仿真与设计优化（报告，补充关联文章）
这是在2019深圳国际音响展暨声学楼十四周年年会上做的报告。对扬声器音箱的相关仿真做了梳理。本文中关联了之前的相关文章。供参考。
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个人简介
毕业于华中科技大学物理系。
先后在国光，PSS，Harman，Tymphany从事消费类和专业类扬声器和音箱，以及相位塞，号角，波导等声学组件的开发。•现任华为音频系统主任工程师。负责音频系统新技术方向探索和关键新技术原型开发和仿真。
创建了一个微 信 公 众 号(声学世界)，同时建立了三个微 信群来分享声学音频技术和产品。
通过仿真可以优化设计，缩短新产品的原型开发周期，并探索新的技术方向。
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磁路和TS参数
创建ComsolAPP仿真扬声器磁路非线性BL(x)和Le(x)，以及喇叭TS参数，类似Finemotor
反磁装配
动态感应电流分布
退磁温度
3d磁路
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结构仿真
分析扬声器振动系统劲度系数非线性Kms(x)
共振频率Fs，晃动模态，分割振动
盆架/音箱壳的振动分析
华司铆合(金属塑性)
塑胶卡扣（摩擦接触）
折环褶皱失稳（屈曲）
音圈规设计优化
跌落仿真（显式动力学）
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声场耦合仿真
1.倒相箱/侧出音音箱等频响/阻抗/位移曲线仿真，全耦合，分步耦合，集总参数（等效电路/公式）声场仿真等
2.振膜可以考虑做成壳模型
3.在声固耦合边界，固体沿着交界面法向的加速度作用于流体，声压以法向单位面积载荷作用于固体
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音箱仿真
使用Matlab创建扬声器系统仿真APP，可以计算各种音圈，各种箱体类型（无限大障板，闭箱，开口箱，无源辐射器，带通箱），可考虑滤波和EQ对频响/阻抗/位移/管风速或无源辐射器位移的影响，类似finemotor+finecone
使用Micro-cap等电路分析软件仿真各种音箱类型，无限大障板，闭箱，开口箱，无源辐射器，带通箱等
【基础知识】扬声器TS参数计算公式~再次推荐萌物mathematica
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闭箱空气劲度非线性仿真
1.通过理论公式和有限元仿真计算闭箱空气劲度的非线性
2.支撑闭箱中扬声器单元悬挂系统设计大动态时，实际产品工作状态介于绝热和等温过程之间，系数k需要进行修正
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失真仿真
1.使用Matlab或Simulink分析计算大位移状态下的谐波失真，经典四阶龙格库塔法
2.上下最大位移和直流偏移
3.类似Klippel的SIM模块
还有其他各种不同层次的失真仿真方式
1.直接三场耦合，计算量大，容易不收敛，只适用于2d
2.磁路采用有限元，振动系统非线性参数通过方程或等效电路输入
3.磁路和结构非线性参数通过方程或等效电路输入，耦合声场通过有限元计算
4.全集总参数计算，求解非线性方程或非线性等效电路
5.动态BL(x)，和激励电流大小以及频率相关
【扬声器仿真高阶应用】Bl(x)和激励频率的关系，兼论另一种扬声器低频失真仿真方法
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箱体衍射仿真
1.使用声学有限元/声学边界元仿真
2.计算复杂边界的声衍射对频率响应的影响
3.在时域上分析箱体衍射比较直观
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箱体驻波和倒相箱Fb仿真
1.计算复杂倒相管的调谐频率Fb
2.改善箱体内驻波，修改箱体尺寸比例，移动扬声器单元位置，在合适的位置增加吸音棉等
微型器件仿真中微声管阻抗模型的建立：考虑媒质粘滞运动方程，管末端修正与声管本身的体积顺性
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声学组件仿真
1.优化线阵列上的波导管
2.计算恒指向性号角波束宽度
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压缩高音仿真
1.磁力声三场耦合，计算压缩高音在号角或行波管中的频率响应
2.优化压缩高音磁路/膜片/相位塞设计
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拓扑优化
1.盆架的拓扑优化分析，尽可能减小用料以及增加通风面积的同时，保证足够的结构强度
2.磁路拓扑优化，在保证BL值下降非常小的前提下减轻重量
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散热仿真
1.音圈温升影响直阻，进而会影响实际输入功率，相当于存在一个负反馈
2.空气流动(热对流)对温升影响很大，但扬声器运动推动空气流动(强迫对流)难仿真，可以对高音等小振幅喇叭仅考虑自然对流
3.热等效电路模型，需要样机实测才能拟合出参数
4.需要考虑电磁，热，结构，流场等耦合。音圈是主要热源，温度上升反过来又会造成音圈直阻上升，从而影响发热功率。磁路中的感应电流是次要热源(金属件，包括T铁，夹板，短路环等会产生涡流，生成次级热源)，跟电信号激励的频率等又相关。音圈（热源）上下运动，振膜也跟着运动，空气也会参与强迫对流。热辐射的影响相对热对流和热传递较小。
5.分频器散热
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低风噪倒箱管仿真
1.优化倒相管形状
2.流线，速度场
3.单频激励噪声频谱测试，FluentLES大涡模拟，VirtualLab做后处理
