10 声学仿真之非平面波(管道声学)

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    管道声学是声学理论中非常重要的内容，声波在管道中传播的重要特点是平面波形式，当然这是有条件的，需要波长足够大(相对管道的横向尺寸)。换句话说，当频率较低时，管道内的声波以平面波形式传播。

01 研究背景

随着频率升高，管道内的声波可能是非平面形式。在这种场景下，平面声波的相关结论可能不再适用。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。高度为0.4m。根据相关理论控制，该管道的截止频率为340/0.4/2=425Hz。(340m/s为声速)

03 材料模型

    本文使用到的所有材料参数如下。

    空气。

04 网格划分

    网格如下图所示。

05 声学条件

    左端振速激励，右端无反射边界。

06 仿真分析

    求解101Hz下的声压级和声压。

    求解425Hz下的声压级和声压。

    在以上声学条件的基础上，右端再添加无反射条件。求解425Hz下的声压级和声压。求解结果不变。

    对以上几何模型添加一个支管。新几何模型如下图所示。

    左端振速激励，左端和右端都添加无反射条件。求解425Hz下的声压级和声压。

    左端振速激励，右端添加无反射条件。求解425Hz下的声压级和声压。

    左端振速激励，右端添加无反射条件。求解101Hz下的声压级和声压。