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Novità COMSOL Multiphysics® versione 6.2

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Aggiornamenti Acoustics Module

Per gli utenti dell'Acoustics Module, la versione 6.2 di COMSOL Multiphysics® introduce una nuova condizione Impedance dipendente dalla frequenza per la pressione acustica nel dominio del tempo, un nuovo modello di materiale anisotropo nell'interfaccia Poroelastic Waves e una nuova condizione al contorno Port per una migliore modellazione dell'aeroacustica basata sul flusso potenziale linearizzato. Per approfondire questi aggiornamenti e altri ancora, continuate a leggere.

Condizioni di impedenza dipendenti dalla frequenza nel dominio del tempo

Per l'interfaccia Pressure Acoustics, Transient e l'interfaccia Pressure Acoustics, Time Explicit, è disponibile una nuova funzionalità per specificare e impostare le condizioni di impedenza dipendenti dalla frequenza nel dominio del tempo. La funzionalità fornisce un'approssimazione razionale dei dati del dominio della frequenza, risultante in un sistema di equazioni differenziali ordinarie (equazioni di memoria per la trasformata di Fourier inversa) risolte nel dominio del tempo. È stata aggiunta una nuova funzione di adattamento o interpolazione per eseguire la trasformazione dai dati del dominio della frequenza al dominio del tempo, dove l'adattamento si basa su una variante dell'algoritmo adattivo di Antoulas-Anderson (AAA). Questa nuova funzionalità è illustrata nel tutorial aggiornato Wave-Based Time-Domain Room Acoustics with Frequency-Dependent Impedance.

 
Propagazione di un impulso sinusoidale a modulazione gaussiana con una frequenza massima risolta fino a 1400 Hz.

La condizione al contorno Impedance nelle interfacce Pressure Acoustics, Transient e Pressure Acoustics, Time Explicit può ora essere utilizzata per modellare proprietà superficiali realistiche, come quelle di un pannello assorbente o di qualsiasi altra superficie che abbia proprietà assorbenti dipendenti dalla frequenza. Sono disponibili due nuove opzioni, Serial coupling RCL e General local reacting (rational approximation); quest'ultima si basa su una speciale trasformazione dei dati di impedenza superficiale, che può essere ottenuta con la nuova funzione Partial Fraction Fit. Questa nuova funzionalità è essenziale per la modellazione, ad esempio, di simulazioni realistiche di acustica ambientale basata sulle onde nel dominio del tempo.

La funzione Partial Fraction Fit trasforma i dati del dominio della frequenza in una forma adatta all'analisi del dominio del tempo. La funzione esegue un'approssimazione razionale delle risposte nel dominio della frequenza. In questo modo è possibile calcolare analiticamente la trasformata di Fourier inversa e ottenere così la funzione di risposta all'impulso nel dominio del tempo. L'algoritmo di adattamento può essere utilizzato per qualsiasi dato, ma è particolarmente importante e utile per i dati di impedenza superficiale nelle simulazioni di acustica.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con un nodo Impedance evidenziato, la finestra Settings corrispondente, un grafico 1D e un modello di stanza nella finestra Graphics.
La condizione al contorno Impedance nell'interfaccia Pressure Acoustics, Time Explicit. I dati necessari per la condizione General local reacting (rational approximation) sono importati direttamente dalla funzione Partial Fraction Fit che adatta l'ammettenza nel dominio della frequenza.

Modello di materiale poroelastico anisotropo nell'interfaccia onde poroelastiche

L'interfaccia Poroelastic Waves è stata ampliata per includere un nuovo modello di materiale, Anisotropic Poroelastic Material. Molti materiali porosi, come i materiali con fibre, presentano proprietà anisotrope. Le proprietà anisotrope possono ora essere definite per le proprietà del materiale della matrice elastica e per le proprietà poroacustiche rilevanti, ossia la resistività al flusso, il fattore di tortuosità e la lunghezza caratteristica viscosa. È possibile visualizzare questo modello di materiale nel nuovo tutorial Transverse Isotropic Porous Layer.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Anisotropic Poroelastic Material evidenziato, la finestra Settings corrispondente, un grafico 1D Impedance e un grafico 2D della pressione acustica totale nella finestra Graphics.
Il modello Anisotropic Poroelastic Material, in cui le proprietà della matrice porosa sono anisotrope per il materiale fibroso modellato.

Riformulazione dell'interfaccia Poroelastic Waves

L'interfaccia Poroelastic Waves è stata rinnovata per migliorare l'esperienza dell'utente. Le funzioni applicabili a una matrice elastica porosa e quelle applicabili ai fluidi saturanti sono ora collocate in menu separati. Inoltre, queste funzioni possono essere applicate allo stesso confine per definire una moltitudine di condizioni miste. I seguenti tutorial illustrano questo nuovo aggiornamento:

Condizione Port per il flusso potenziale linearizzato

All'interfaccia Linearized Potential Flow è stata aggiunta la condizione al contorno Port. La condizione Port viene utilizzata per eccitare e assorbire specifici modi acustici che entrano o escono da strutture a guida d'onda, come i condotti dei turboventilatori o altre strutture a canale. Questa funzionalità è applicabile alle simulazioni di acustica convettiva basate sulla formulazione del flusso potenziale linearizzato. Per fornire una descrizione acustica completa, vengono applicate diverse condizioni di porta allo stesso contorno per facilitare la decomposizione modale delle sorgenti di rumore. All'interno della gamma di frequenze studiate, è possibile tenere conto di tutti i modi di propagazione rilevanti. L'interfaccia Linearized Potential Flow, Boundary Mode viene quindi utilizzata per analizzare e identificare i modi di propagazione e non. Questa nuova funzione è visibile nel tutorial Flow Duct.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con un nodo Port evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un modello di condotto di flusso del motore a turbogetto nella finestra Graphics.
La nuova condizione al contorno Port nell'interfaccia Linearized Potential Flow, Frequency Domain. Qui viene utilizzata per studiare la trasmissione modale di un condotto di flusso di un motore a turbogetto.

Modello di aspirazione di un motore a turbogetto che mostra la trasmissione modale del suono nella tabella dei colori Wave.
Simulazione della trasmissione modale del suono in un modello di aspirazione di un motore a turbogetto. I risultati sono tratti dal tutorial Flow Duct, in cui viene utilizzata la nuova condizione al contorno Port.

Condizione di impedenza nell'interfaccia Linearized Potential Flow, Boundary Mode

La condizione al contorno Impedance può ora essere aggiunta all'interfaccia Linearized Potential Flow, Boundary Mode quando si calcolano i modi di propagazione e non propagazione. È utile aggiungere questa condizione in combinazione con le condizioni al contorno Port nell'interfaccia Linearized Potential Flow, Frequency Domain quando si eccita un sistema a guida d'onda con modi uscenti e incidenti realistici in configurazioni a guida d'onda allineate.

Funzione Slip Wall in Thermoviscous Acoustics per condizioni non ideali delle pareti

È disponibile una nuova condizione al contorno Slip Wall per l'acustica termoviscosa, che consente di modellare le condizioni non ideali delle pareti che esistono nel regime di scorrimento, a condizione che il numero di Knudsen sia compreso tra 0.001 e 0.1. Questa condizione è utilizzata per sistemi di dimensioni molto ridotte o per sistemi che funzionano a pressioni ambiente molto basse. Questa condizione è utilizzata per sistemi con dimensioni geometriche molto ridotte o per sistemi che funzionano a pressioni ambientali molto basse. Questo è importante quando si modellano, ad esempio, trasduttori MEMS e altri microdispositivi, come si vede nel tutorial MEMS Microphone with Slip Wall. Per modellare una parete di scorrimento su un contorno interno, è possibile utilizzare la condizione Interior Slip Wall. La nuova funzione Slip Wall è visibile nel tutorial Viscous Damping of a Microperforated Plate in the Slip Flow Regime.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Slip Wall evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un modello di microfono MEMS nella finestra Graphics.
Uso della funzione Slip Wall per la modellazione delle proprietà di smorzamento di una piastra microforata (MPP). La condizione Slip Wall è essenziale per la modellazione dell'acustica nei dispositivi MEMS.

Funzionalità per la tensione superficiale in Thermoviscous Acoustics

La nuova funzione Surface Tension dell'interfaccia Thermoviscous Acoustics, Frequency Domain aggiunge la condizione interna necessaria per modellare l'interfaccia tra due fluidi includendo gli effetti di tensione superficiale. Questa formulazione acustica (perturbazione) dell'equazione di Young-Laplace si basa su una linearizzazione intorno alla forma stazionaria dell'interfaccia fluido-fluido. Questa caratteristica è importante quando si modellano interfacce piccole e curve tra due diversi fluidi immiscibili, come le microbolle o le microgocce, ad esempio nelle applicazioni a getto d'inchiostro. Il nuovo tutorial Eigenmodes in Air Bubble with Surface Tension illustra questa funzionalità.

 
Forma del modo di una microbolla risolta con la nuova funzione Surface Tension.

Nuova opzione RCL per l'impedenza in Thermoviscous Acoustics, Frequency Domain

È stata aggiunta un'opzione RCL alla condizione al contorno Impedance nell'interfaccia Thermoviscous Acoustics, Frequency Domain. Questa condizione è utile per modellare l'interazione tra un campo acustico e semplici sistemi molla-massa-ammortizzatore utilizzando una rappresentazione forfettaria. Ad esempio, è possibile modellare le interazioni acustica-struttura con un modello di microfono utilizzando una rappresentazione a parametri concentrati della membrana flessibile del microfono.

Modello della fiamma in Pressure Acoustics, Frequency Domain

La nuova funzione Flame Model dell'interfaccia Pressure Acoustics, Frequency Domain consente di definire una sorgente di calore utilizzando un modello di fiamma, tipicamente per l'analisi di stabilità in un setup di combustione. La sorgente di calore dipende dal campo acustico ed è definita in termini di modello n-tau. Nei motori a combustione, il rilascio di calore dipende dalle oscillazioni acustiche del carburante fresco e le oscillazioni acustiche sono influenzate dal rilascio di calore. Ciò può comportare che i modi acustici diventino instabili o smorzati. Potete visualizzare questa caratteristica nel nuovo tutorial Active Flame Validation.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Flame Model evidenziato, la finestra delle Settings corrispondente e un grafico 2D che mostra l'interazione tra un campo acustico e il calore rilasciato da una fiamma.
La nuova funzione Flame Model nell'interfaccia Pressure Acoustics, Frequency Domain.

Accoppiamenti multifisici e funzionalità nuovi e migliorati

L'accoppiamento Acoustic FEM-BEM Boundary e l'accoppiamento Acoustic-Structure Boundary includono ora l'opzione per aggiungere sottocaratteristiche; due nuovi accoppiamenti multifisici sono stati aggiunti all'Acoustics Module per semplificare il flusso di lavoro della modellazione.

Accoppiamento multifisico del contorno acustico-termoviscoso per assiemi

È stata aggiunta una nuova versione di coppia al contorno dell'accoppiamento Acoustic-Thermoviscous Acoustic Boundary, già disponibile in precedenza. Questo accoppiamento è adatto alla modellazione di assiemi con mesh non conformi.

Nuovo accoppiamento multifisico Thermoviscous Acoustic-Thermal Perturbation Boundary

È stato aggiunto un nuovo accoppiamento multifisico Thermoviscous Acoustic-Thermal Perturbation Boundary per accoppiare la variazione di temperatura acustica nei fluidi con la fluttuazione di temperatura nei solidi. Questo accoppiamento agisce come un'interazione tra l'interfaccia Thermoviscous Acoustics, Frequency Domain o l'interfaccia Thermoviscous Acoustics, Transient e l'interfaccia Heat Transfer in Solids. Questo nuovo accoppiamento è utile, ad esempio, per le simulazioni acustiche avanzate di motori e pompe termoacustiche. È possibile vedere questa funzionalità nel tutorial aggiornato Thermoacoustic Engine and Heat Pump.

Impedenza interna per l'accoppiamento multifisico Acoustic FEM-BEM Boundary

Quando si accoppiano modelli di pressione acustica basati sul metodo degli elementi finiti (FEM) e sul metodo degli elementi al contorno (BEM) utilizzando l'accoppiamento multifisico Acoustic FEM-BEM Boundary, è ora possibile aggiungere una sottofunzione di impedenza tra i due domini. Ciò estende l'uso della strategia di modellazione ibrida FEM-BEM, utile per i problemi acustici di grandi dimensioni.

Impedenza dello strato limite termoviscoso per l'accoppiamento multifisico Acoustic-Structure Boundary

Quando si accoppia una struttura vibrante a un dominio acustico utilizzando l'accoppiamento multifisico Acoustic-Structure Boundary, è ora possibile aggiungere una sottofunzione Thermoviscous Boundary Layer Impedance all'accoppiamento multifisico. Ciò semplifica la configurazione di modelli vibroacustici di grandi dimensioni in cui le perdite termoviscose sono incluse nella formulazione delle condizioni al contorno omogeneizzate dell'impedenza dello strato limite termoviscoso. Questa funzionalità è importante anche per accelerare alcuni problemi di ottimizzazione di forma o per velocizzare le simulazioni approssimate. Questa nuova aggiunta è visibile nel tutorial Piezoelectric MEMS Speaker.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il sottonodo Thermoviscous Boundary Layer Impedance evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un modello di altoparlante MEMS piezoelettrico nella finestra Graphics.
La nuova funzione Thermoviscous Boundary Layer Impedance per l'accoppiamento multifisico Acoustic-Structure Boundary.

Nuova funzione Receiver in Ray Acoustics

Una nuova funzione Receiver basata sulla fisica nell'interfaccia Ray Acoustics migliora drasticamente le prestazioni per l'analisi di una risposta all'impulso. Questa funzione viene utilizzata per definire i contorni di una sfera di ricezione nella geometria durante l'impostazione della fisica. Il ricevitore raccoglie informazioni (tempo di arrivo e potenza) sui raggi che si intersecano durante la simulazione. Queste informazioni vengono utilizzate per calcolare la risposta all'impulso nell'analisi dei risultati. Il tempo combinato di calcolo e analisi dei risultati (per calcolare le risposte all'impulso, tracciare le traiettorie dei raggi e altro) per il modello Chamber Music Hall è passato da 18 ore (con la versione 6.1) a 2 ore (con la versione 6.2). Il tempo per analizzare le 10 risposte all'impulso è sceso da 16 ore a 30 minuti (per 2 sorgenti e 5 ricevitori, 10 coppie in tutto, usando 46.000 raggi e 18 bande con risoluzione di 1/3 di ottava). La funzione Receiver è illustrata anche nel tutorial aggiornato Small Concert Hall Acoustics.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Receiver evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un modello di sala da musica nella finestra Graphics.
Le impostazioni della funzione Receiver per il tutorial Chamber Music Hall.

Nuovo rilascio dal campo di pressione in Ray Acoustics

La nuova funzione Release from Pressure Field viene utilizzata per creare sorgenti realistiche nell'interfaccia Ray Acoustics. Le informazioni realistiche sulle sorgenti vengono prima estratte da una simulazione basata sulle onde (campo vicino) utilizzando l'interfaccia Pressure Acoustics, Frequency Domain. Ciò significa che l'approssimazione classica della sorgente puntiforme del ray tracing non è sempre necessaria. Un esempio di sorgente in campo vicino potrebbe essere un altoparlante collocato nel cruscotto di un'automobile, dove il posizionamento causa riflessioni e diffrazioni locali, come mostrato nel nuovo tutorial Car Cabin Acoustics: Hybrid FEM-Ray Source Coupling. In questo caso, il ray-tracing non è in grado di catturare i fenomeni ondulatori. Tuttavia, utilizzando un modello di acustica della pressione locale, questi fenomeni possono essere affrontati. La funzione Release from Pressure Field consente il rilascio dei raggi, la cui ampiezza e direzione sono determinate dal campo di intensità all'interno del modello di acustica di pressione. È possibile vedere questa nuova funzione nel tutorial Room Impulse Response of a Smart Speaker.

Un modello di altoparlante che mostra l'ampiezza e la direzione della sorgente acustica nella tabella dei colori Rainbow.
La nuova funzione Release from Pressure Field rilascia raggi da una superficie, con l'ampiezza e la direzione date dal vettore intensità del modello di acustica di pressione risolto.

Importazione di file audio WAV

I file audio WAV (.wav) possono ora essere importati come funzioni Interpolation. Ciò è utile per molte applicazioni in acustica, ad esempio per confrontare le simulazioni con i dati misurati o per importare i segnali sorgente per un'analisi transitoria. Questa nuova funzionalità è visibile nel tutorial aggiornato Small Concert Hall Acoustics.

Funzioni come fonte per il grafico della risposta all'impulso

Per la fonte dei dati del grafico Impulse Response è ora disponibile l'opzione Function (anziché solo un set di dati del ricevitore). Ciò significa che il grafico Impulse Response può essere utilizzato per analizzare i dati di risposta all'impulso definiti dall'utente, ad esempio in base all'importazione di un file audio WAV. Questa funzionalità consente di analizzare i dati di misura e i dati risultanti da una concatenazione di simulazioni di onde a bassa frequenza e di raggi ad alta frequenza. Il tutorial Small Concert Hall Acoustics mostra questa nuova aggiunta.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo dei risultati Impulse Response evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un grafico 1D che mostra la risposta in frequenza nella finestra Graphics.
La nuova opzione Source nel grafico Impulse Response consente di analizzare i segnali importati o quelli che non provengono da una simulazione di acustica ray.

Aggiornamenti al grafico Octave Band

Il grafico Octave Band può ora essere utilizzato per analizzare i risultati basati su una simulazione transitoria. I dati transitori vengono trasformati nel dominio della frequenza prima di essere analizzati. Il grafico Octave Band dispone ora anche di un tipo di ingresso General (non-dB) che può essere utilizzato per analizzare i dati di assorbimento in acustica o i dati di velocità di vibrazione per tracciare una funzione di risposta in frequenza (FRF) in un modello di vibrazioni strutturali.

Ottimizzazione basata sui gradienti con l'operatore di campo esterno nei modelli assialsimmetrici 2D

L'ottimizzazione basata sui gradienti (ottimizzazione della forma o della topologia) è ora supportata nei modelli assialsimmetrici 2D quando si utilizza l'operatore di ottimizzazione del campo esterno Lp_pext_opt nell'interfaccia Pressure Acoustics, Frequency Domain. La soluzione di ottimizzazione dell'operatore di campo esterno, simile all'operatore già esistente in 3D, è implementata in modo tale che la sua sensibilità possa essere calcolata analiticamente. A titolo di esempio, il tutorial Tweeter Dome and Waveguide Shape Optimization è stato aggiornato per utilizzare il nuovo operatore; di conseguenza, il dominio acustico può essere notevolmente ridotto e il modello funziona il 50% più velocemente. Questo aggiornamento è visibile anche nel tutorial Optimizing the Shape of a Horn.

Un modello di tweeter che mostra l'ottimizzazione della cupola e della guida d'onda nella tabella dei colori Rainbow.
Ottimizzazione della forma della cupola di un tweeter e della guida d'onda utilizzando il nuovo operatore Lp_pext_opt.

Contributi materiali del primo ordine nello streaming acustico

Agli accoppiamenti multifisici per lo streaming acustico è stata aggiunta una nuova opzione per includere la dipendenza del materiale del primo ordine della viscosità. Questo effetto è importante in un flusso rotante generato dalla combinazione di due risonanze che generano un'onda acustica rotante.

Variabili di velocità stazionaria lagrangiana nello Streaming acustico

Sono state aggiunte nuove variabili predefinite per la velocità stazionaria lagrangiana nella modellazione dello streaming acustico. Questa velocità deve essere utilizzata quando si calcolano le traiettorie delle particelle in uno streaming. La variabile è segnalata nell'interfaccia utente e può essere facilmente selezionata come input per la forza di resistenza viscosa, ad esempio nell'interfaccia fisica Particle Tracing for Fluid Flow. È possibile visualizzare questo modello nel tutorial Acoustic Streaming in a Microchannel Cross Section.

Sezione trasversale di un modello di microcanale che mostra la traiettoria dello streaming acustico nella tabella dei colori Rainbow.
La velocità lagrangiana di flusso in una sezione trasversale di microcanale, basata su variabili predefinite.

Nuovo studio Adaptive Frequency Sweep

All'interfaccia Pressure Acoustics, Frequency Domain è stato aggiunto un nuovo tipo di studio nel dominio della frequenza chiamato Adaptive Frequency Sweep. Lo studio è utile per eseguire sweep di frequenza densi in modo efficiente utilizzando il metodo di valutazione asintotica della forma d'onda (AWE). Lo studio richiede l'inserimento di una metrica che tenga traccia della risposta acustica del sistema modellato. Visualizzate questo nuovo tipo di studio nel tutorial Helmholtz Resonator Analyzed with Different Frequency Domain Solvers.

Frequenza modale per modelli vibroacustici

È ora possibile eseguire analisi di modelli multifisici vibroacustici utilizzando il solutore modale. Questo è possibile perché ora vengono calcolati entrambi gli autovettori destro e sinistro quando si esegue un'analisi di frequenza propria. Questa funzionalità è illustrata nel tutorial Acoustic-Structure Interaction with Frequency Domain, Modal Solver.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo di configurazione del solutore Eigenvalue evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un grafico di confronto delle soluzioni 1D nella finestra Graphics.
Uso del solutore Frequency Domain, Modal per un problema di vibroacustica (interazione acustico-strutturale).

Miglioramenti delle prestazioni per i modelli di acustica BEM

Sono stati introdotti diversi importanti miglioramenti per la risoluzione di modelli di acustica con il metodo degli elementi al contorno (BEM) utilizzando l'interfaccia Pressure Acoustics, Boundary Elements.

  • È stata ottimizzata la valutazione del kernel BEM per i numeri d'onda a valore complesso (modelli con attenuazione del fluido). Ad esempio, la generazione del grafico Radiation Pattern nel modello Submarine Target Strength è ora più veloce del 25%. La velocità dipende dalle dimensioni del modello e dall'hardware.
  • Il bilanciamento del carico e della memoria per i modelli BEM eseguiti su cluster è stato notevolmente migliorato. Ad esempio, la risoluzione del modello Submarine Target Strength a 6 kHz su 6 nodi di un cluster è ora 7.5 volte più veloce nella versione 6.2 rispetto alla versione precedente: il modello si risolve in 55 minuti invece che in 7 ore e 30 minuti. Anche la memoria di picco e il bilanciamento della memoria sono stati notevolmente migliorati, consentendo una notevole accelerazione per la risoluzione di problemi di acustica di grandi dimensioni. La velocizzazione dipende dal problema e dall'hardware.
  • Un solutore migliorato è ora disponibile anche per la risoluzione di modelli che utilizzano il metodo BEM stabilizzato in configurazioni non cluster (su una normale workstation). Ad esempio, il modello Submarine Target Strength si risolve ora in 16 minuti, rispetto ai 25 minuti della versione 6.1 (risolto a 1.5 kHz). L'aumento di velocità dipende dal problema e dall'hardware. Anche i problemi BEM classici (non stabilizzati) mostrano un piccolo aumento di velocità.
  • C'è una nuova opzione di quadratura che può essere attivata per migliorare la gestione dei thin-gap. Questo è importante per la radiazione sonora attraverso guide d'onda sottili, se risolte con il BEM.

Un modello di sottomarino che mostra il modello di radiazione nella tabella dei colori Wave.
Il tutorial Submarine Target Strength risolto a 6 kHz. L'immagine mostra la pressione totale alla superficie del sottomarino. Si tratta di un modello BEM con 2.5 milioni di gradi di libertà e la lunghezza del sottomarino corrisponde a 250 lunghezze d'onda.

Ulteriori perfezionamenti e miglioramenti

  • Gestione migliorata dell'asse di simmetria durante la modellazione in assialsimmetria 2D con le interfacce per l'acustica termoviscosa, le equazioni di Navier-Stokes linearizzate e le equazioni di Eulero linearizzate, in particolare tenendo conto del numero di modo azimutale (per m = 0, m = 1 e m > 1).
  • Gestione della simmetria su una porta circolare nell'interfaccia Thermoviscous Acoustics, Frequency Domain, senza alcun avviso.
  • Variabili di intensità per i campi totale, di fondo e diffuso nelle interfacce per l'acustica termoviscosa e le equazioni di Navier-Stokes linearizzate.
  • Opzione No correction per il volume di fondo aggiunto alla condizione Lumped Speaker Boundary in acustica termoviscosa e in pressione acustica
  • Opzione per il rilevamento automatico delle velocità dei solidi come sorgenti nell'interfaccia Pressure Acoustics, Kirchhoff–Helmholtz
  • Le porte nei problemi di onde elastiche risolti con l'interfaccia Solid Mechanics ora gestiscono correttamente i modi non ortogonali di ordine superiore
  • I contributi fuori piano sono ora inclusi nei termini delle sorgenti nelle interfacce per l'acustica termoviscosa, le equazioni di Navier-Stokes linearizzate e le equazioni di Eulero linearizzate

Tutorial nuovi e aggiornati

La versione 6.2 di COMSOL Multiphysics® introduce nell'Acoustics Module diversi tutorial nuovi e aggiornati.

Wave-Based Time-Domain Room Acoustics with Frequency-Dependent Impedance

Un modello di soggiorno che mostra un'analisi acustica basata sulle onde nella tabella dei colori Wave.
Analisi dell'acustica di una stanza basata sulle onde, comprese le condizioni di impedenza dipendenti dalla frequenza nel dominio del tempo. Dati di impedenza della parete analizzati tramite la funzione Partial Fraction Fit e la nuova condizione al contorno Impedance nel dominio del tempo.

Titolo in Application Library:
full_wave_transient_room_acoustics
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MEMS Microphone with Slip Wall

Un modello di microfono MEMS che mostra la risposta acustica nella tavola dei colori Aurora Australis.
Un microfono MEMS risolto nel dominio della frequenza, compresi gli effetti di precompressione DC. Il modello utilizza la nuova condizione al contorno Slip Wall per includere gli effetti degli alti numeri di Knudsen, importanti per la risposta acustica della piastra microforata (MPP) e per il flusso di compressione.

Titolo in Application Library:
mems_microphone_slip_wall
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Generation of Lamb Waves for Nondestructive Inspection of Plate Specimens

Ispezione non distruttiva di un modello di lamiera d'acciaio che mostra potenziali difetti nella tabella dei colori Prism.
Analisi di una configurazione per test non distruttivi (NDT) per l'ispezione di una piastra di acciaio con larghezza e spessore finiti. Un cuneo a fascio angolare eccita il modo superficiale desiderato nella piastra, che viene utilizzato per rilevare un difetto.

Titolo in Application Library:
lamb_waves_ndt_plate
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Viscous Damping of a Microperforated Plate in the Slip Flow Regime

Un modello di piastra microforata che mostra la dimensione ottimale del foro per la perforazione nella tabella dei colori Rainbow.
Analisi acustica dell'impedenza di ingresso di un modello MPP. Il modello mostra l'importanza della condizione al contorno Slip Wall e individua la dimensione ottimale del foro per l'MPP.

Titolo in Application Library:
viscous_damping_mpp
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Car Cabin Acoustics — Frequency-Domain Analysis

Modello dell'abitacolo di un'auto che mostra le prestazioni del sistema audio nella tabella dei colori Traffic Flow.
Questo modello analizza le prestazioni dell'impianto audio nell'abitacolo di un'autovettura, dalla bassa alla media frequenza. Vengono calcolati la risposta in frequenza nella posizione di un array di microfoni e il comportamento modale alle basse frequenze.

Titolo in Application Library:
car_cabin_acoustics
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Baffled Piston Radiation

Un modello di pistone a setti che mostra il modello di radiazione nella tabella dei colori Wave.
Il modello di validazione del classico problema della radiazione del pistone a setti, che confronta i risultati della simulazione con la soluzione analitica.

Titolo in Application Library:
baffled_piston_radiation
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Loudspeaker Driver 3D — Frequency-Domain Analysis

Modello di altoparlante che mostra l'analisi del dominio di frequenza nella tabella dei colori Rainbow.
Analisi nel dominio della frequenza di un modello multifisico vibroelettroacustico 3D di un altoparlante.

Titolo in Application Library:
loudspeaker_driver_3d
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Eigenmodes in Air Bubble with Surface Tension

Un modello di microbolla d'aria che mostra gli autovalori e le autofrequenze nella tabella dei colori Rainbow.
L'analisi degli autovalori e delle frequenze proprie di una microbolla d'aria in acqua viene descritta e confrontata con le soluzioni analitiche.

Titolo in Application Library:
eigenmodes_air_bubble
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Scattered Field Formulation for Elastic Waves

Un modello di sorgente che mostra le onde P e S per gli scatterer di cavità, inclusioni rigide e inclusioni elastiche.
Onde P e S che impattano su una cavità, un'inclusione rigida e un'inclusione elastica.

Titolo in Application Library:
scattered_field_elastic_waves
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Elastic Cloaking with Polar Material

Un modello di cloak elastico invisibile che mostra la sollecitazione del materiale nella tabella dei colori Wave.
Confronto tra il campo libero generato da un carico puntiforme e il campo attorno a un ostacolo nascosto.

Titolo in Application Library:
elastic_cloaking
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Thermoacoustic Engine and Heat Pump

Un modello di scambiatore di calore che mostra la velocità acustica e le fluttuazioni di temperatura nelle tavole dei colori Rainbow e Thermal Wave.
Velocità acustica e fluttuazioni di temperatura nello scambiatore di calore di un motore termoacustico e di una pompa di calore.

Titolo in Application Library:
thermoacoustic_engine_heat_pump
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Fuel Tank Vibration

Un modello di serbatoio di carburante che mostra l'andamento delle vibrazioni con le frecce rosse.
Un'analisi multifisica completa del comportamento vibrazionale di un serbatoio di carburante parzialmente riempito. Il modello confronta i risultati con l'approccio meno accurato della massa aggiunta.

Titolo in Application Library:
fuel_tank_vibration
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Nonlinear Transfer Impedance of a Tapered Orifice

Modello di orifizio conico che mostra le perdite acustiche non lineari nella tabella dei colori Prism.
Vortex shedding in un orifizio conico che induce perdite acustiche locali non lineari. L'impedenza di trasferimento del sistema viene analizzata e confrontata con i risultati della letteratura.

Titolo in Application Library:
nonlinear_transfer_impedance
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Type 4.3 Ear Simulator

Il modello P.57 Type 4.3 Full-Band Ear Simulator mostra la risposta acustica nella tabella dei colori Wave.
Questo modello è il simulatore d'orecchio a banda intera P.57 tipo 4.3. Il modello include la geometria del condotto uditivo e del padiglione auricolare definiti nello standard ITU-T P.57. La risposta acustica del sistema viene analizzata e convalidata.

Titolo in Application Library:
type_43_ear_simulator
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Transverse Isotropic Porous Layer

Un modello di lana di vetro porosa che mostra le sue proprietà acustiche nella tabella dei colori Rainbow.
Studio delle proprietà acustiche di uno strato poroso in lana di vetro. Il materiale poroso ha proprietà isotrope trasversali ed è modellato con il modello di materiale poroelastico anisotropo completo.

Titolo in Application Library:
transverse_isotropic_porous_layer
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Active Flame Validation

Un modello di tubo e di fiamma compatta che mostra l'interazione tra un campo acustico e il rilascio di calore nella tabella dei colori Wave.
I modi acustici stazionari nel tutorial Active Flame Validation, che dimostra come modellare l'interazione tra un campo acustico e il calore rilasciato da una fiamma utilizzando la nuova funzione Flame Model.

Titolo in Application Library:
active_flame_validation
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Small Concert Hall Acoustics

Un modello di sala da concerto che mostra la risposta acustica dell'ambiente nella tabella dei colori Rainbow.
Il tutorial Small Concert Hall è stato aggiornato per includere la nuova funzione Receiver. Il modello mostra anche l'importazione di un file audio WAV.

Titolo in Application Library:
small_concert_hall
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Chamber Music Hall

Un modello di sala da musica da camera che mostra la risposta acustica della stanza con un diagramma a linee di flusso nella tabella dei colori Rainbow.
Il tutorial Chamber Music Hall è stato aggiornato per utilizzare la nuova funzione Receiver per un'analisi più efficiente della risposta all'impulso.

Titolo in Application Library:
chamber_music_hall
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Flow Duct

Modello di aspirazione di un motore a turbogetto che mostra la trasmissione acustica modale del suono nella tabella dei colori Wave.
Analisi della trasmissione modale acustica di un modello di condotto di flusso di un motore a turbogetto, utilizzando la nuova condizione al contorno Port.

Titolo in Application Library:
flow_duct
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Axisymmetric Condenser Microphone

Modello di microfono a condensatore che mostra la deformazione meccanica del diaframma nelle tavole dei colori Wave e Aurora Boreale.
Il modello di microfono a condensatore assialsimmetrico è stato aggiornato per utilizzare una geometria più realistica e ha uno studio aggiuntivo della capacità.

Titolo in Application Library:
condenser_microphone
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Optimizing the Shape of a Horn

L'ottimizzazione di forma di un modello di tromba visualizzato nella tabella dei colori Rainbow.
L'ottimizzazione della forma di un semplice modello a tromba. Il modello è stato semplificato perché l'operatore Lppextopt ora supporta i modelli assialsimmetrici.

Titolo in Application Library:
horn_shape_optimization
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Tweeter Dome and Waveguide Shape Optimization

Un modello di tweeter che mostra l'ottimizzazione della cupola e della guida d'onda nella tabella dei colori Rainbow.
L'ottimizzazione di forma viene utilizzata per ottenere una risposta uniforme per un tweeter acustico rispetto alla frequenza e all'angolo. Questo modello è stato semplificato perché l'operatore Lppextopt ora supporta i modelli assialsimmetrici.

Titolo in Application Library:
tweeter_shape_optimization
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Acoustic Streaming Induced by a Focused Ultrasound Beam

Lo streaming acustico di un fascio di ultrasuoni visualizzato nelle tabelle dei colori Rainbow, Prism e Wave.
Il flusso acustico, un flusso costante indotto da onde sonore, è utilizzato in applicazioni industriali biomediche e ingegneristiche. Tra gli esempi vi sono il miglioramento del trasferimento di calore convettivo, la pulizia a ultrasuoni, la micromiscelazione localizzata, l'emolisi delle cellule del sangue, le micropompe, ecc.

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Opto-Acoustophoretic Effect in an Acoustofluidic Trap

Un modello di trappola acustofluidica che mostra l'effetto opto-acustoforetico nelle tavole dei colori Wave e Aurora Borealis.
Il termine Opto-acoustophoresis è utilizzato per descrivere l'interazione tra campi acustici e ottici. Nella maggior parte dei casi (anche in questo modello), il campo ottico riscalda il materiale e quindi influisce sul campo acustico.

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Acoustic Trap in Glass Capillary with Bias Flow

Un modello di capillare in vetro che mostra le forze di trascinamento create dal flusso acustico nella tavola dei colori Thermal Wave.
Modello 3D di una trappola acustica in un capillare di vetro con flusso di polarizzazione. Il modello include le forze di trascinamento del flusso acustico e del flusso di polarizzazione, nonché le forze di radiazione sulle piccole particelle.

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Room Impulse Response of a Smart Speaker

Un modello di altoparlante intelligente che mostra la successiva risposta all'impulso nella stanza con le traiettorie dei raggi nella tabella dei colori Rainbow.
Questo modello combina la pressione acustica e l'acustica dei raggi per eseguire un'analisi completa del campo in frequenza della risposta all'impulso in ambiente di un piccolo altoparlante intelligente. La caratterizzazione della sorgente nel modello ray-tracing si basa su un modello multifisico completo del trasduttore e utilizza la funzione Release from Pressure Field per impostare la sorgente del trasduttore.

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Smartphone Microspeaker and Port Acoustics: Linear and Nonlinear Analysis

Un modello di smartphone che mostra il modello di radiazione della porta acustica utilizzando un diagramma a linee di flusso nella tabella dei colori Rainbow.
Analisi di un microspeaker situato in uno smartphone, compresa la radiazione attraverso e l'interazione con la porta acustica che si collega all'esterno. Il modello dimostra un'analisi lineare nel dominio della frequenza e un'analisi non lineare nel dominio del tempo.

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Sound Transmission Loss Through a Window

Un modello di finestra a doppio vetro che mostra la perdita di trasmissione del suono nelle tabelle dei colori Aurora Borealis e Rainbow.
Questo modello presenta un metodo pratico ed efficiente per calcolare la perdita di trasmissione del suono (STL) attraverso un componente dell'edificio. In particolare, questo esempio tratta il caso di una finestra a doppio vetro.

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Acoustic Transmission Loss Through Multilayer Periodic Elastic Structures

La risposta alla pressione acustica e la deformazione strutturale di due fluidi separati da una struttura solida elastica multistrato.
Risposta alla pressione acustica e deformazione strutturale di un sistema periodico multistrato.

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Acoustic–Structure Interaction with Frequency Domain, Modal Solver

Un grafico 1D che mostra il confronto della risposta della soluzione tra il modello nel dominio della frequenza e le soluzioni nel dominio della frequenza.
Il confronto della risposta tra questo modello nel dominio della frequenza e le soluzioni nel dominio della frequenza.

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