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COMSOL针对声学领域应用推出仿真工具软件

上网时间: 2007年04月23日

关键词： 声学模块  Acoustics Module  仿真软件工具  声波组件

针对建构或量测声波的科学家与工程师，COMSOL推出新款仿真软件──声学模块(Acoustics Module)。该产品可做为研究固体与流体线性机械波现象的工具，是为从事建构声波、量测或使用声波组件的各领域人士所设计，让使用者可容易地模拟固体和稳态流场的声波传播，同时也包含研究移动流场的气动声波。

在声学工业中有几个应用领域，例如扬声器设计，不论是独立式扬声器或是像手机之类的嵌入式电子装置；水下物体侦测和辨识；远场分析到辐射模态的预测与讯号强度等。COMSOL的声学模块内建各种应用模版，提供量身订做的使用者接口和参数设定字段，这都是在声波应用中非常重要的参数，使用者可以建立或加载各式几何模型，并对物理参数进行微调，最后求解问题。

COMSOL表示，几项特点使得该公司声学模块产品适于声学领域的模拟研究，举例来说，大部分声波问题所假设区域是无穷界限的，对任何计算机来说，要仿真几乎无穷的区域是远超出计算机能力范围，为了成功地模拟，适当地截断的空间区域，并理想地定义有限空间区域是必须的；声学模块采取完美匹配层(PMLs)来定义，这是目前已知最方便且准确的方法来截断开放性的声场环境，完美匹配层是一个额外的区域，能够吸收入射辐射而不造成反射；对广大范围的入射角提供良好的模拟结果，并且任何波前形状也不会受影响。

另一个声波研究的关键要素是阻尼，声学模块提供三种方法引入固体和流体的吸收：分别是Delany-Bazley方法，使用者可以输入流阻；输入特定的吸收系数；或广义吸收方法，从阻尼材料的量测中加载复数材质数据。

为了帮助使用者能快速地发展自身的模型与使用软件的技巧，透过COMSOL声学模块提供的模型案例数据库，只需要开启模型案例数据库，再利用详细的理论背景讨论与操作步骤的说明文件，模拟工作将更具效率。

COMSOL指出，其中一个例子是如何设计一个低音扩声器，这涵盖了电磁场、声场和结构问题等多物理量耦合，另一个案例是开放式管路问题，这是一个声波共振的经典案例，第三个案例是研究喷射引擎传播模态的反射，包含可压缩流和完美匹配层截断区域，其结果与已发表的模拟结果和半经验理论解比较相当吻合。