COMSOL Multiphysics^® 6.3 リリースハイライト

音響モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.3 では, 時間領域での圧力音響の高速シミュレーションのための GPU サポートと, 時間領域での異方性材料や周波数依存材料特性のサポートを含む多孔質音響の新機能が提供されます. さらに, 熱粘性音響のより高速な定式化が導入されました. これらの更新の詳細については, 以下をご覧ください.

加速された圧力音響 (陽的時間発展) シミュレーションの GPU サポート

圧力音響 (陽的時間発展) インターフェースに高速ソルバーが追加されました. ソルバーの GPU サポートオプションを選択すると, 高速化が大幅に向上します. この高速化には NVIDIA^® カードが必要です. 問題が GPU のメモリ内に収まる場合, マルチコア CPU を使用する場合と比較して最大25倍の高速化が可能です. 吸収面の実際のインピーダンスデータを適用するための一般的なインピーダンス条件や, 開放領域をモデル化するための吸収層機能などの主要な機能は, GPU 高速化ソルバーと互換性があります. 次のチュートリアルモデルは, この新しい機能を示しています:

• office_space_acoustics (new)
• car_cabin_acoustics_transient (new)
• wave_based_room

時間領域多孔質音響学と異方性圧力音響学

圧力音響 (陽的時間発展) インターフェースに新しい多孔音響機能が追加され, 等価流体モデルを使用して多孔性材料の時間領域モデリングが可能になりました. この機能は, 改良された部分分数フィット関数を使用して, 等価密度とコンプライアンスの周波数依存データを有理関数近似によって時間領域に変換します. 適切にフィットされた多孔音響モデルはすべて, 時間領域で使用できるようになりました.

さらに, 圧力音響 (周波数領域) インターフェースで新しい異方性多孔音響モデルが利用可能になり, 多孔音響材料の流れ抵抗, 曲がり具合, 粘性特性長さの異方性特性がサポートされます.

多孔音響機能と異方性多孔音響モデルの使用例は, それぞれ時間領域モデリング用のローカルおよび拡張反応近似を備えた多孔性吸収体と異方性多孔性吸収体のチュートリアルモデルにあります.

熱粘性音響のより迅速な定式化

新しい熱粘性音響 (SLNS) 近似インターフェースは, 計算効率の高い方法で熱粘性境界層損失を含めるために, 逐次線形化ナビエ・ストークス (SLNS) 近似を使用して音波の伝播を解きます. このインターフェースは, 周波数領域で支配方程式を解き, 特に大規模系のシミュレーションに適しています. 汎用 711 カプラー - 閉塞外耳道シミュレーターモデルは, このインターフェースを紹介しています.

周波数領域における圧力音響の新機能

圧力音響 (周波数領域) インターフェースに, 薄板, メンブレイン, 多孔質質量層, および多孔板の内部インピーダンスモデルが追加されました. これらのモデルは, "伝達インピーダンスモデル" とも呼ばれ, 音響 BEM-FEM 境界カップリングの内部インピーダンス, ペアインピーダンス, およびインピーダンス条件で使用できます. 新しいインピーダンスモデルの使用については, FEM-BEM を使用した外殻付き潜水艦のターゲット強度チュートリアルモデルを参照してください.

さらに, ポート条件には, 環状ジオメトリ用の組み込み環状ポートオプションが追加されました. 円形ポートと環状ポートの両方で, 方位角の依存性を正弦または余弦として定義し, 特定の方位角モード番号に対して直交モードを追加できます. 更新されたポート条件機能の使用については, 吸収マフラーチュートリアルモデルを参照してください.

メンブレインとシェルの電気機械マルチフィジックスカップリング

新しい電気機械 (シェル) および電気機械 (メンブレイン) インターフェースは, 静電気力の影響を受けるマイクロフォン膜の変形など, 薄い構造の変形のモデリングを簡素化します. これらのインターフェースには, シェルまたは膜要素とのシームレスな統合のための電気機械 (境界) マルチフィジックスカップリングが自動的に含まれ, 電場をモデル化するために静電気インターフェースが使用されます. これらのインターフェースには, 構造力学モジュールに加えて, AC/DC モジュールまたは MEMS モジュールが必要です.

この新しいマルチフィジックス機能は, 薄い構造を含む音響シミュレーションに統合できます. たとえば, 電気機械 (境界) カップリングの使用は, Brüel & Kjær 4134 コンデンサーマイクロフォンおよび軸対称コンデンサーマイクロフォンのチュートリアルモデルで実証されています.

空力音響モード音源拡張のための解析ポートモード

線形化ポテンシャル流れ (周波数領域) インターフェースのポート条件に, 環状ポートモードと円形ポートモードの両方の組み込みオプションを備えた標準解析ポートモードオプションが追加されました. これらのオプションにより, 特に測定された空力音響源のモード展開や, 流れダクトのモード伝達損失を計算する際に, モデルの設定が簡素化されます. 次のチュートリアルモデルでは, この新しい追加機能を紹介します:

• flow_duct
• sound_radiation_circular_duct
• jet_pipe

新規および更新されたチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.3 では, 音響モジュールにいくつかの新しいチュートリアルモデルと更新されたチュートリアルモデルが追加されました.

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