音響と振動を解析するためのシミュレーションソフトウェア

圧力音響

圧力音響は, 音響モジュールの最も一般的な使用法です. 音の散乱, 回折, 放出, 放射, 伝達などの圧力音響効果をモデル化できます. 周波数領域で実行されるシミュレーションはヘルムホルツ方程式を使用しますが, 時間領域では古典的なスカラー波動方程式が使用されます. 周波数領域では, FEM と BEM の両方, およびハイブリッド FEM‐BEM を使用できます. 時間領域では, 時間暗黙 (FEM) および時間明示 (dG-FEM) の定式化を使用できます.

音響モデルの境界を説明するための多くのオプションがあります. たとえば, 壁の境界条件や多孔質層のインピーダンス条件を追加できます. ポートを使用して, マルチモード拡張を使用して導波管の入口と出口で音波を励起または吸収できます. 規定の加速度, 速度, 変位, 圧力などのソースは, 外部または内部の境界に適用できます. さらに, 放射またはフロケ周期境界条件を使用して, 開いた境界または周期境界をモデル化できます.

dG-FEM の時間領域ベースの定式化は GPU 上で実行できるため, 例えば波動ベースの室内音響シミュレーションシナリオにおいてパフォーマンスが向上します. 時間領域シミュレーションは, 一般的な周波数依存インピーダンス条件や多孔質材料データを取り込むための専用ツールによってさらに強化されています.

音響モジュールを使用して, パイプ音響をモデル化し, フレキシブルパイプシステムの音圧と速度を計算することもできます. アプリケーションには, HVAC システム, 大型配管システム, およびオルガンパイプなどの楽器が含まれます.

電気音響: スピーカーとマイク

スピーカーとマイクをモデル化する場合, 重要な部分は音響と構造の相互作用を含みます. この場合, 流体圧力によって固体領域に流体負荷が発生し, 構造加速度が流体と固体の境界を横切る通常の加速度として流体領域に影響を与えます. 音響モジュールには, さまざまな音響構造相互作用機能が含まれています.

あらゆる種類のトランスデューサをモデル化するために, 音響モジュールに含まれる機能は, AC/DC モジュール, MEMS モジュール, または構造力学モジュールの機能と簡単に組み合わせて, 完全に結合されたマルチフィジックス FEM モデルを作成します. これには, スピーカードライバーの磁石とボイスコイル, またはコンデンサーマイクと静電スピーカーの静電力の詳細なモデリングが含まれます. 電気機械音響変換器システムでは, 集中回路モデルを使用して電気および機械部品を簡素化するのは簡単です. 両方のアプローチは, 完全な双方向結合で求解されます. モバイルデバイス, コンデンサーマイク, 補聴器受信機などの小型トランスデューサシステムには, 熱粘性境界層の損失による重要な減衰が含まれています. あらゆる種類の圧電トランスデューサをモデル化するための広範な機能もあります.

マイクロスピーカーポートとスピーカーから出てくる流線, および渦放出を示すスライスプロットを備えたスマートフォンの現実的なモデル.

マイクロアコースティックス

小さな寸法の形状での音響伝播の正確なマイクロ音響解析のために, 粘性および熱伝導に関連する損失を考慮する必要があります. 特に, 粘性境界層と熱境界層の損失. これらの効果は完全に求解され, 音響モジュールを使用して熱粘性シミュレーションを実行すると自動的に含まれ, マイクロフォン, モバイルデバイス, 補聴器, MEMS デバイスなどの小型電気音響トランスデューサーの振動音響モデリングにおいて重要です. 特に, 非常に小型の MEMS デバイスや低周囲圧で動作する MEMS デバイスのモデリングには, 専用の音響滑り壁条件が存在します. トランスデューサーの詳細なモデリングのために, 構造と熱粘性音響領域の間に組み込まれたマルチフィジックス結合を使用できます.

このソフトウェアは, 非常に低い周波数での断熱から等温への完全な遷移動作など, 追加の熱粘性音響物理効果を考慮しています. マイクロスピーカーのポートや穴の渦放出などの局所的な非線形効果は, 非線形支配項を追加することで時間領域で捉えることができます. 狭い導波管とダクト内の伝搬モードと非伝搬モードを計算および識別するための専用機能もあります.

固体の弾性波と超音波

固体内の音の伝播は, 固体の形状と構造の小振幅の弾性振動によって発生します. これらの弾性波は, 通常の音波として周囲の流体に伝わります.

音響モジュールを使用して, 振動制御,非破壊検査 (NDT), 機械的フィードバックなどのシングルフィジックスまたはマルチフィジックスアプリケーション向けに, 固体および多孔質材料内の弾性波の伝播をモデル化できます. 応用分野は, マイクロメカニカルデバイスから地震波伝播まで多岐にわたります. 多くの波長を含む大きな領域での弾性波の伝播は, 高次の dG‐FEM 時間明示法を使用して求解され, 流体や圧電材料との結合が可能なマルチフィジックスです. 完全な構造ダイナミクスの定式化は, 圧力波だけでなくせん断波の影響も考慮に入れています. Biot 方程式を解く多孔質材料における弾性波と圧力波の連成伝播 (混合p-u定式化) をモデル化でき, 等方性および異方性多孔質材料の両方に適用できます.

電位, 波形, メッシュを示す斜角ビーム NDT モデル内の圧電トランスデューサー.

流体中の超音波

人間の耳には聞こえないほど高い周波数の音響信号は, 超音波に分類されます. 流体内では, これは超音波の波長が短いことを意味します. 流体内の超音波をシミュレーションするには, 流体内を長距離にわたって音波が過渡的に伝播する様子を計算する必要があります. 本ソフトウェアでは, このシミュレーションを2つの方法で実行できます. バックグラウンドフローを含む波動伝播のモデル化と, 高出力非線形音響の影響のモデル化です.

対流波動方程式をモデル化することにより, 定常バックグラウンドフローに多数の波長を含むシミュレーションにおいて, 過渡線形音響を解くことができます. 流量計や排気システムなどのアプリケーションに利用できます.

高出力非線形音響アプリケーションでは, 累積的な非線形効果が局所的な非線形効果を上回る進行波伝播現象を捉えることができます. これには, 衝撃波の形成と伝播のモデル化が含まれます. アプリケーションには, 超音波イメージングや高強度集束超音波 (HIFU) などのバイオメディカルアプリケーションが含まれます.

どちらのオプションでも, モデルを構造内の弾性波や圧電材料と完全に結合するためのマルチフィジックス機能が利用できます.

空力音響

音響モジュールを使用すると, 計算流体音響 (CAA) シミュレーションを2段階の分離アプローチで効率的に実行できます. まず, CFDモジュールまたはユーザー定義の流れプロファイルを用いて背景平均流を同定し, 次に音響伝播を解析します.

対流音響シミュレーションでは, 線形化ナビエストークス, 線形化オイラー, 線形化ポテンシャル流れなど, 複数の有限要素法が利用可能です. また, 定常等温または非等温背景平均流が存在する場合の圧力, 密度, 速度, 温度の音響変動の計算もサポートされています. これらの定式化は, 流れによる音波の対流, 減衰, 反射, 回折を容易に考慮します. また, 弾性構造との結合が事前定義された周波数領域での流体–構造連成 (FSI) 解析機能も備えています. さらに, ターボファンエンジンなどのダクト音響におけるモーダル音源分解やモーダル透過損失シミュレーションを実行するためのツールも利用可能です.

流れに起因するノイズは, ライトヒルの音響アナロジーを使用して, 過渡的ラージエディシミュレーション (LES) またはデタッチドエディシミュレーション (DES) と CFD モデルからの入力による流体音響流源を追加することで, 圧力音響解析に含めることができます.

幾何音響学

音響モジュールは, コンサートホール, レコーディングスタジオ, オフィススペースなどの部屋の音響を解析するための様々なツールを提供します. 例えば, 音線追跡, 波動ベース法, ハイブリッドアプローチといった幾何音響の定式化があります. これらの手法を組み合わせて, リスニングスペースの広帯域解析を行うことができます.

音響モジュールの幾何音響機能は, 音響波長が特徴的な幾何学的特徴よりも短い高周波システムを評価するために使用できます. このタイプの解析には, 音線音響法と音響拡散法の2つの手法が利用可能です.

音線音響法では, 音線の軌跡, 位相, 強度を計算できます. さらに, インパルス応答, エネルギーおよびレベルの減衰曲線, そして古典的な客観的な室内音響メトリクスを計算できます. 温度, 圧力, 相対湿度の関数として空気中の減衰を考慮するための大気減衰材料モデルも利用可能です. さらに, このモジュールには統合されたカップリング機能が搭載されており, 波形ベースのシミュレーション結果から音線追跡への移行が可能で, スピーカーなどの音源を近傍場と遠方場の両方の計算に基づいてリアルにモデリングできます.

音響拡散に関しては, 結合された室内の音圧レベル分布と, 異なる場所における残響時間を求める機能があります. 音響は, 音響エネルギー密度の拡散方程式を用いて簡略化されてモデル化されます. この手法は, 建物などの大規模構造物内部の迅速な解析に適しています.

圧力音響 (陽的時間発展) インターフェースを用いることで, 波動ベースのシミュレーションを効率的に実行できます. このインターフェースは GPU 上で実行することでパフォーマンスが向上します. 専用ツールを用いることで, 壁や境界の一般的な周波数依存インピーダンス条件を組み込んだ現実的なモデルを構築できます. 圧力音響 (周波数領域) インターフェースを用いることで, 部屋のモーダルシミュレーションと時間調和シミュレーションを実行できます. 大規模な問題をモデリングするための専用の反復ソルバーも用意されています.

水中音響

水中音響は, トランスデューサーの設計, ソナー技術, 騒音の伝播と緩和など, 幅広い用途をカバーしています. 音響モジュールは, 複数の長さスケール, 周波数範囲, およびマルチフィジックス効果にまたがる現象をモデリングするための包括的なツールセットを提供します.

完全な電気音響モデリング機能と圧電マルチフィジックス機能は, 水中トランスデューサーのモデリングに不可欠です. 長距離にわたる音波伝播は, 音線音響 インターフェースを使用してモデル化できます. 音波は, 水中音響アプリケーションに不可欠な傾斜媒質 (深度依存の材料特性) を伝播できます. また, 長距離および高周波数での伝播時の減衰を捉えるための専用の海洋減衰材料モデルも利用できます. さらに, このモジュールは, 波動ベースのシミュレーション結果から音線追跡への移行を可能にする統合カップリング機能を備えており, 振動する船体や水中の杭打ち騒音などの音源を, 近傍場と遠方場の両方の計算に基づいてリアルにモデリングできます. さらに, ソフトウェアにおける境界要素法 (BEM) またはキルヒホッフ・ヘルムホルツ法の定式化は, 水中物体のターゲット強度 (TS) などの音響特性を解析するために不可欠です.

音響ストリーミング

音響モジュールを使用すると, 音響場が流体の動きを引き起こす物理プロセスを表す音響流をシミュレートできます. このモジュールには, 圧力音響と熱粘性音響の音響流現象のモデルと音響と流体の流れを結合するマルチフィジックス機能が含まれています.

音響流はナビエ・ストークス方程式の非線形性により発生する非線形現象です. 音響モジュールは, 音響場が流体に引き起こす力, 応力, 境界滑り速度を計算して, 音響流場を生成します. この現象はバイオテクノロジーや半導体処理で広く使用されており, 粒子処理, 流体の混合, マイクロ流体ポンプなどの用途のマイクロ流体工学やラボオンチップシステムで重要です.

音響モジュールの特徴と機能

以下のセクションで, 音響モジュールの特徴と機能について詳しく説明します.

ルートノードが強調表示され, グラフィックウィンドウにマフラーモデルが表示されたモデルビルダーのクローズアップ図.

組み込みのユーザーインターフェース

音響モジュールは, 上記のすべてのアプリケーション領域をカバーする組み込みのユーザーインターフェースを提供します. これらのインターフェースは, ドメイン方程式のセット, 境界条件, 初期条件, 事前定義されたメッシュ, ソルバー設定を使用した事前定義されたスタディ, および事前定義されたプロットと派生値を定義します. これらのステップはすべて, COMSOL Multiphysics^® 環境内でアクセスされます. メッシュとソルバーの設定は, 手動編集のオプションを使用して, ソフトウェアによって自動的に処理されます.

音響モデルを構築するための COMSOL Multiphysics^® ワークフローは, 他の物理インターフェースを使用してモデルを構築する場合と同じです. このように, 複数の物理学を1つの音響モデルに簡単に組み込むことができます. 音響モジュールには複数のマルチフィジックスインターフェースが組み込まれており, COMSOL 製品の他のアドオンモジュールと組み合わせるとアクセスできます.

圧力音響インターフェース

圧力音響のモデリングには, 音響場をスカラー圧力変数で表現する複数のインターフェースがあります. FEM に基づく汎用インターフェースには, 周波数領域と時間領域の両方で解く機能があります. 過渡モデルでは, 非線形効果を含めることができ, Westervelt 方程式に基づいています.

大規模な放射および散乱問題を効率的に解くために, 音響および構造有限要素ベースの両方のインターフェースとシームレスに結合する周波数領域 BEM が利用可能です.

大規模な過渡モデルを効率的に解くために, 不連続ガラーキン有限要素法と時間陽的ソルバーに基づく専用インターフェースが利用可能です. このインターフェースは, 弾性波および圧電波用の対応する時間陽的インターフェースと連成可能です. 純音響シミュレーションでは, 時間陽的ソルバーを GPU 上で実行することでパフォーマンスを向上させることができます.

境界モード解析用のインターフェースを使用すると, 導波管およびダクトの断面における伝播モードを調べることができます.

壁ノードが強調表示され, グラフィックウィンドウに潜水艦モデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

高周波圧力音響

周波数領域での迅速な高周波音響解析のために, 2つの高度に専門化されたインターフェースが利用可能です. これらのインターフェースは, Kirchhoff-Helmholtz 積分の計算に基づいており, 散乱解析用の1つのインターフェースと, 放射解析用の別のインターフェースが含まれています. このタイプの解析は, FEM または BEM に基づくより計算量の多い解析に進む前の最初のステップとして使用できます.

圧電材料ノードが強調表示され, グラフィックスウィンドウに斜角ビームモデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

弾性波インターフェース

音響モジュールには, 固体, 多孔質,および圧電材料における線形弾性波の伝播をモデル化するためのユーザーインターフェースが含まれています. これらのインターフェースは, 組み込みのマルチフィジックス結合のセットを使用して, 流体ドメインに容易に結合します.

固体力学 インターフェースは, 完全な弾性力学を表現する機能を備えており, 周波数領域と時間領域の両方で固体中の弾性波をモデル化するために使用できます. ポート 境界条件は, 弾性導波管構造における様々な伝播モードをモデル化および処理するために特別に実装されています.

多孔質弾性インターフェースは, 多孔質材料中の多孔質弾性波をモデル化するために使用されます. これらの波は, 飽和流体中の音圧変化と固体多孔質マトリックスの弾性変形との間の複雑な双方向相互作用によって生じます. 多孔質弾性インターフェースは, 周波数領域で Biot 方程式を解き, 岩石や土壌のモデル化における粘性損失 (Biot) による損失メカニズム, および空気中の吸音材の熱損失と粘性損失 (Biot–Allard) による損失メカニズムを備えています. 繊維状多孔質材料などに関連する, 等方性または異方性の多孔質および構造特性を持つ材料のモデルも利用可能です.

時間明示的不連続ガラーキン定式に基づく2つのインターフェースは, 固体領域および圧電領域における線形弾性波のモデル化に使用できます. これらのインターフェースは結合可能であり, 複数の波長を持つ領域を効率的にモデル化するのに適しています. 専用の Fracture 境界条件は, 欠陥や剥離領域の音響応答をシミュレートする場合など, 非理想的な結合を持つ2つの固体をモデル化するために使用できます. さらに, これらのインターフェースは, 圧力音響および対流波動方程式のための時間明示インターフェースと組み合わせることができます.

空力音響インターフェース

詳細な対流音響または流れによる騒音をモデル化するために, 周波数領域と時間領域の両方で多数の空力音響インターフェースを利用できます. これらのインターフェースは, バックグラウンド流体の流れと音場との一方向の相互作用をシミュレートするために使用されます. さまざまな物理的近似の下で支配方程式を解くさまざまな物理インターフェースがあります.

線形化ナビエストークス インターフェースは, 圧力, 速度, 温度の音響変動を求解するために使用されます.

線形化オイラー インターフェースは, 理想気体流で十分に近似される定常背景平均流が存在する場合の, 密度, 速度, 圧力の音響変動を計算するために使用されます.

背景流が存在する場合, 導波管およびダクト内の伝搬モードと非伝搬モードを計算するための特別な境界モードインターフェースが利用可能です. ターボファンエンジンなどのダクト音響におけるモード音源分解とモード透過損失シミュレーションは, 線形化ポテンシャル流れ インターフェースで利用可能な専用ポート条件を使用することで実現できます.

解析を簡略化するために, 線形化されたポテンシャル流のインターフェースを時間領域と周波数領域の両方で使用できます.

外部フィールド計算ノードが強調表示され, グラフィックウィンドウにスピーカーモデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

オープンドメインと放射線

モデル内にオープンドメインを作成するには, 時間領域と周波数領域の両方で, いわゆる完全整合層 (PMLs) を使用してモデルを切り捨てることができます. 代替方法には, 輻射境界条件を使用する方法や, BEM インターフェースを使用してモデル化した外部領域を使用する方法があります.

有限要素ベースのインターフェースの場合, 外部フィールド計算機能を使用して, 計算領域外の任意の点の圧力を決定できます. 外場の放射パターン (ニアフィールドおよびファーフィールド) を極座標, 2D, 3Dプロットで可視化する専用の結果と解析機能があります.

空力音響フローソースカップリングノードが強調表示され, グラフィックウィンドウにタンデムシリンダーモデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

流れに起因するノイズ

音響モジュールを CFD モジュールと組み合わせることにより,流れに起因する騒音をモデル化するためのハイブリッド空力音響 (CAA) 法にアクセスできます.

計算方法は, ライトヒルの音響アナロジー (波動方程式) の FEM 離散化に基づいています. この方程式の定式化により, 固体 (固定または振動) 境界が暗黙的に考慮されるようになります.

この機能は, CFD モジュールを使用した LES または DES 流体シミュレーションを, 音響モジュールで利用可能な圧力音響用の空力音響フローソースに結合することに依存しています.

音響 BEM-FEM 境界ノードが強調表示され, グラフィックウィンドウにスピーカーモデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

有限要素法と境界要素法

音響モジュールのほとんどのユーザーインターフェースは, さまざまなバージョンの FEM に基づいています. BEM に基づくユーザーインターフェースも利用可能であり, FEM ベースのインターフェースとシームレスに組み合わせることができます. ハイブリッド FEM–BEM は, 振動構造を含む音響, 構造相互作用のモデリングに非常に効率的です.

ハイブリッド FEM–BEM の用途としては, トランスデューサー (ピエゾまたは電磁) の複雑な形状が挙げられます. この場合, FEM はトランスデューサー (およびその内部) を, BEM は外部音響をモデリングします.

BEM ベースのインターフェースを使用して, FEM ベースの放射条件または PML, および FEM ベースの外部フィールド計算を置き換えることができます.

ポートノードが強調表示され, グラフィックウィンドウに角度の付いたダクトモデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

圧力音響の境界条件とソース

圧力音響には, 硬い壁や音源を適用するための条件など, 多様な境界条件があります. 開放境界をモデル化するための放射条件, 対称性条件, 周期条件, およびポート条件があります. インピーダンス条件には, 人間の耳や皮膚のさまざまな部位のモデル, 単純な RCL 回路モデルなどが含まれます. 時間領域では, データの部分分数近似に基づく専用ツールを使用して, 周波数依存のインピーダンス条件を設定できます, 理想化された音源をモデル化するためのオプションには, 単極, 双極, および四重極の点光源の組み込みオプションが含まれます

ペア音響構造境界ノードが強調表示され, グラフィックウィンドウにトランスデューサモデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

音響, 構造相互作用インターフェース

音響と構造の相互作用のインターフェースは, 流体圧力が固体領域に負荷をかけ, 構造加速が流体と固体の境界を越えて流体領域に影響を与える現象に適用されます. これは, 振動音響としても知られています.

これらのインターフェースには, 周波数または時間領域のいずれかで解く機能が含まれています. シミュレーションに含まれる固体は, 等方性, 異方性, 多孔性, または圧電性です.

音響モジュールを構造力学モジュールと組み合わせることにより, カップリングの構造側に構造シェルまたは膜を追加で含めることができます.

音響モジュールをマルチボディダイナミクスモジュールと組み合わせることで, さまざまなタイプのジョイントを介して接続された複数の可動リジッドまたはフレキシブルパーツの効果を含めることができます.

より高度なオプションについては, AC/DC モジュールまたは MEMS モジュールと組み合わせることにより, 電歪または磁歪の材料特性を持つ固体を含む, 電気力または磁力を含む流体と構造の相互作用を解析できます.

熱粘性音響モデルノードの設定ウィンドウの拡大図とグラフィックスウィンドウの1Dプロット.

熱粘性音響インターフェース

小さな寸法の形状の音響を正確にモデル化するには, 支配方程式に熱伝導効果と粘性損失を明示的に含める必要があります. 壁面近傍には粘性境界層と熱境界層が存在します. これらの層では, 勾配が大きいため, せん断と熱伝導による粘性損失が重要になります.

熱粘性音響用のインターフェースには, 圧力, 粒子速度, 音響温度振動の影響を同時にモデル化する機能が含まれています. 熱粘性音響は, 例えば, マイクロフォンやレシーバーなどの小型トランスデューサー (マイクロ音響) の応答をモデル化する際に用いられます. 熱弾性物理学とのマルチフィジックス連成により, MEMS アプリケーションにおける減衰, 特に薄膜減衰の詳細なモデル化が可能になります. この機能は, 非常に小型のシステムや低周囲圧で動作するシステムに必要な専用の音響滑り壁条件によってさらに強化されます. この条件は, クヌーセン数が 0.001 ～ 0.1 の範囲にある場合の滑り流れ領域に適用する必要があります.

インターフェースは, 周波数領域と時間領域の両方で解を求めることができます. 時間領域では, 非線形効果もモデル化できます.

周波数領域では, 完全線形化ナビエ・ストークス (FLNS) 方程式を解く定式化と, 逐次線形化ナビエ・ストークス (SLNS) 定式化に基づく定式化の2種類があります.

集中音響表現および電気音響表現は, ポート, 集中ポート, または 集中スピーカー境界 機能を用いて, 計算領域から容易に抽出したり, 計算領域と結合したりできます. これは, 例えば携帯電話のマイクロトランスデューサーの Thiele-Small 表現を用いたシステムシミュレーションに役立ちます.

対流波動方程式モデルノードが強調表示され, グラフィックウィンドウに超音波流量計モデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

超音波および対流波動方程式のインターフェース

過渡線形超音波装置およびプロセスを解析するために, 対流波動方程式のユーザーインターフェースを使用できます. このインターフェースは, 静止したバックグラウンドフローに多くの波長を含む大きな過渡線形音響モデルを効率的に求解するために使用できます.

高振幅の非線形音響波の伝播をシミュレートするために, 非線形圧力音響のユーザーインターフェースを使用できます. このインターフェースには, 衝撃を捉えるための特別な機能が含まれています.

両方のインターフェースには, 効果的な非反射のような境界条件を設定するために使用される吸収層が含まれています. インターフェースは不連続ガラーキン法に基づいており, 計算効率の高い時間明示ソルバーを使用します.

光線音響ノードが強調表示され, グラフィックスウィンドウにミュージックホールモデルが表示されたモデルビルダーの拡大図.

光線音響および拡散インターフェース

光線音響 インターフェースは, 音響波長が特徴的な幾何学的特徴よりもはるかに小さい高周波限界でのシミュレーション実行に利用できます. さらに, 迅速な解析のために, 音響拡散 インターフェースを使用して, エネルギー有限要素 とも呼ばれる音響拡散方程式を解くことができます.

音線音響と音響拡散方程式のインターフェースは, 室内やコンサートホールの音響モデル化に適しています. 光線音響 インターフェースは, 屋外や水中のシナリオでも使用できます.

光線音響 インターフェースは, 音線の軌跡, 位相, および強度を計算するために使用されます. インパルス応答解析機能も備えており, レベル減衰曲線や, 初期減衰時間 (EDT), T₆₀ 値などの客観的な室内音響メトリックを表示できます.

さらに, 一連の専用機能により, 空間指向性を持つ音源と受信機を簡単に定義できます. また, さまざまなソース (トランスデューサーなど) の波ベースのシミュレーションとレイトレーシング間の結合も組み込まれており, これにより, 近距離場と遠距離場の両方の結果に基づいて現実的なソースを簡単に設定できます.

狭領域音響ノードの設定ウィンドウとグラフィックスウィンドウの1Dプロットの拡大図.

音響損失と多孔質材料

損失をより近似的に導入する方法として, 圧力音響 インターフェースで利用可能な等価流体モデルを使用する方法があります. 均質化された方法で, さまざまな損失メカニズムを模倣する減衰特性をバルク流体に導入します. 流体モデルには, 大気 (空気) と海洋 (海水) におけるバルクの熱伝導, 粘性, 緩和による損失や, Johnson-Champoux-Allard (JCA) モデルのような多孔質材料の減衰 (剛性領域とリンプ領域の両方) をシミュレートするための等価流体モデルが含まれます。

これらのモデルは, 等方性と異方性の両方の多孔質特性をサポートしています. さらに, 周波数依存の材料特性の部分分率近似に依存する専用機能を使用して, 多孔質材料を時間領域でモデル化することができます.

圧力, 粒子速度, 音響温度振動の影響を同時にモデル化する 熱粘性音響 インターフェースに加え, 圧力音響 インターフェースは, 熱粘性境界層の損失も考慮することができます. 狭領域音響は, 一定の断面を持つ狭いダクトや導波管に使用でき, 熱粘性境界層インピーダンス (BLI) 条件は境界層よりも大きな形状に適用できます. 熱粘性境界層インピーダンス (BLI) 条件は, 境界層より大きな形状にも適用できます. BLI 条件は, 音響–構造相互作用を考慮した境界にも適用できます.

音響モジュール