声学楼论坛技术交流区基础理论室 → [讨论][求助]关于振膜接收入射声波有个问题想不通


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主题:[讨论][求助]关于振膜接收入射声波有个问题想不通

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gavinbear
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[讨论][求助]关于振膜接收入射声波有个问题想不通  发帖心情 Post By:2015-7-29 1:30:41 [只看该作者]

小弟对声学认识比较肤浅,现在想分析一下振膜对于入射声波接收的问题。

我做了一个初步的有限元仿真。发现对于同一振膜,给予一个入射谐波或者直接在振膜上施加一个同样幅值的简谐压力,振膜的振幅会有2个数量级的不同,虽然频率响应类似。

书上对于声波的接收是这么描述的:入射声波幅值P,造成振膜两侧有P的压力差,这个压力差从而引起振膜的振动。从这个角度理解,入射波的作用应该是跟直接在振膜上施加相同的压力起同样的效果的,但是我用COMSOL仿真出现了极大的不同。

其实对于书上的那个描述,我一直是有怀疑的,难道器件对入射波的接收没有频率响应特性。对于这个问题,百思不得其解,困扰万分,希望各位能够指点一二。
[此贴子已经被作者于2015-07-29 01:32:16编辑过]

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changro
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  发帖心情 Post By:2015-7-29 8:09:58 [只看该作者]

你对入射波条件没有弄懂。
你描述的“给予一个入射谐波或者直接在振膜上施加一个同样幅值的简谐压力"很奇怪的描述,你应该对压力声学接口与固体力学接口耦合理解错了。我不太理解你问的问题,但是我假设了一下,可能是振动激励的”源“弄错了。如果是麦克风之类,是声场作用于面积积分产生力以激励膜片振动,若是扬声器,激励源是(电磁耦合)力;所以你的结果当然不同,应该是你对模型的耦合关系理解错了,虽然它们都是用同样的物理场接口分析。
如果有模型,我有空的话可以帮你看看。

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Sted_Zero
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  发帖心情 Post By:2015-7-29 8:12:00 [只看该作者]

在入射这一端会形成驻波,有限元中一不小心入射端边界条件就会设置错误。


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gavinbear
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  发帖心情 Post By:2015-7-29 16:21:46 [只看该作者]

谢谢回复。
我讨论的就只是麦克风的问题,但是我比较了两种不同的施加入射声压的方式。
其实我的模型很简单,你可以把我模型中的boundary load disable或者把background pressure disable,分别运行一下,然后我比较的是振幅速度的幅值。


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gavinbear
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  发帖心情 Post By:2015-7-29 16:28:42 [只看该作者]

忘了附加模型了,COMSOL4.3以上能打开。
@Sted_Zero, 我用了PML吸收边界,应该不会形成驻波的。

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gavinbear
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  发帖心情 Post By:2015-7-29 16:34:24 [只看该作者]

模型没上传成功啊,超过100KB了。


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Sted_Zero
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  发帖心情 Post By:2015-7-30 15:23:28 [只看该作者]

你把你的几个边界条件描述一下,PLM是吸收反射后的外行波。反射和入射相互干涉必然会形成驻波,建议采用一高斯波束斜入射到膜片上试试。


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gavinbear
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  发帖心情 Post By:2015-8-8 21:05:44 [只看该作者]

感谢Sted_Zero的帮助。
总体的理解是,理想情况下入射谐波Pa对有无限障板的振膜的作用应该是2Pa(考虑到反射),所以与直接在振膜上施加压力Pa相比,产生的作用力加倍。
但是在实际仿真模型中,反射波在PML边界没有被完美吸收,结果不是2倍。

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Sted_Zero
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  发帖心情 Post By:2015-8-11 10:37:49 [只看该作者]

把这个问题的解析方法贴出来:


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