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Points forts de COMSOL Multiphysics® 6.2

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Nouveautés du module Acoustics

Les utilisateurs du Module Acoustics trouveront dans la version 6.2 de COMSOL Multiphysics® une nouvelle condition d'Impédance fonction de la fréquence pour les simulations acoustiques en domaine temporel, une nouvelle loi de comportement anisotrope dans l'interface Ondes poroélastiques et une nouvelle condition aux limites de Port pour une meilleure modélisation de l'aéroacoustique basée sur un écoulement potentiel linéarisé. Découvrez ces nouveautés et bien plus encore ci-dessous.

Conditions d'impédance fonction de la fréquence en domaine temporel

Pour l'interface Pression Acoustique, transitoire et pour l'interface Pression Acoustique, explicite en temps, une nouvelle fonctionnalité permet de spécifier et de configurer des conditions d'impédance dépendant de la fréquence dans le domaine temporel. Cette fonctionnalité fournit une approximation rationnelle des données du domaine fréquentiel, ce qui se traduit par un système d'équations différentielles ordinaires (équations de mémoire pour la transformée de Fourier inverse) résolues dans le domaine temporel. Une nouvelle fonction d'ajustement ou d'interpolation a été ajoutée pour effectuer la transformation des données du domaine fréquentiel vers le domaine temporel, où l'ajustement repose sur une variante de l'algorithme adaptatif d'Antoulas–Anderson (AAA). Cette nouvelle fonctionnalité est présentée dans le modèle tutoriel mis à jour Wave-Based Time-Domain Room Acoustics with Frequency-Dependent Impedance.

 
Propagation d'une impulsion sinusoïdale à modulation gaussienne avec une fréquence maximale résolue jusqu'à 1400 Hz.

La condition aux limites Impédance dans les interfaces Pression acoustique, transitoire et Pression acoustique, explicite en temps peut maintenant être utilisée pour modéliser des propriétés de surface réalistes, telles que celles d'un panneau absorbant ou de toute autre surface ayant des propriétés d'absorption dépendant de la fréquence. Deux nouvelles options sont disponibles, Couplage RLC série et Réaction locale générale (approximation rationnelle), cette dernière reposant sur une transformation spéciale des données d'impédance de surface, qui peut être réalisée à l'aide de la nouvelle fonction Ajustement par fractions partielles. Cette nouvelle fonctionnalité est essentielle pour réaliser, par exemple, des simulations réalistes d'acoustique des salles dans le domaine temporel (wave-based room acoustics).

La fonction "Ajustement par fractions partielles" transforme les données du domaine fréquentiel en une forme adaptée à l'analyse dans le domaine temporel. La fonction effectue une approximation rationnelle des réponses du domaine fréquentiel. Cela permet de calculer analytiquement la transformée de Fourier inverse et d'obtenir ainsi la fonction de réponse impulsionnelle dans le domaine temporel. L'algorithme d'ajustement peut être utilisé pour toutes les données, mais il est particulièrement important et utile pour les données d'impédance de surface dans les simulations acoustiques.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Impédance sélectionné, la fenêtre de réglages correspondante, un graphique 1D, et un modèle de salon dans la fenêtre graphique.
La condition aux limites Impédance dans l'interface Pression acoustique, explicite en temps. Les données nécessaires pour la condition Réactive locale générale (approximation rationnelle) sont directement importées avec la fonction Ajustement par fractions partielles qui permet d'ajuster l'admittance en domaine fréquentiel.

Loi de comportement anisotrope dans l'interface Ondes poroélastiques

L'interface Ondes Poroélastiques a été enrichie d'une nouvelle loi de comportement, Matériau poroélastique anisotrope. De nombreux matériaux poreux, comme les matériaux fibreux, présentent des propriétés anisotropes. Les propriétés anisotropes peuvent maintenant être définies tant pour les propriétés de la matrice élastique que pour des propriétés poroacoustiques pertinentes, à savoir la résistivité de l'écoulement, le facteur de tortuosité et la longueur caractéristique visqueuse. Vous pouvez découvrir cette loi de comportement dans le nouveau modèle tutoriel Transverse Isotropic Porous Layer.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Anisotropic Poroelastic Material sélectionné, la fenêtre de réglages correspondante, un graphique 1D d'impédance, et un graphique 2D de pression acoustique totale dans la fenêtre graphique.
Le modèle Anisotropic Poroelastic Material, où les propriétés de matrice poreuse sont anisotropes pour le matériau fibreux modélisé.

Restructuration de l'interface Ondes poroélastiques

L'interface Ondes poroélastiques a été restructurée pour améliorer l'expérience de l'utilisateur. Les fonctionnalités qui s'appliquent à une matrice élastique poreuse et celles qui s'appliquent aux fluides saturants sont désormais situées dans des menus distincts. De plus, ces fonctionnalités peuvent être appliquées à la même frontière pour définir une multitude de conditions mixtes. Les modèles tutoriels suivants illustrent cette nouveauté :

Condition de Port pour l'interface Ecoulement potentiel linéarisé

Une condition limite Port a été ajoutée à l'interface Ecoulement potentiel linéarisé. La condition Port est utilisée pour exciter et absorber des modes acoustiques spécifiques qui entrent ou sortent de structures guides d'ondes, telles qu'un conduit de turboréacteur ou d'autres structures canaux. Cette fonctionnalité est applicable aux simulations d'acoustique convectée basées sur la formulation d'écoulement potentiel linéarisé. Pour fournir une description acoustique complète, plusieurs conditions de port sont appliquées à la même frontière afin de faciliter la décomposition modale des sources sonores. Dans la gamme de fréquences étudiée, tous les modes de propagation pertinents peuvent être pris en compte. L'interface Ecoulement potentiel linéarisé, analyse modale sur frontière est alors utilisée pour analyser et identifier les modes propagatifs et non propagatifs. Cette fonctionnalité est illustrée dans le modèle tutoriel Flow Duct.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec un nœud Port mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de tuyère de moteur à turboréacteur dans la fenêtre graphique.
La nouvelle condition aux limites Port dans l'interface Écoulement potentiel linéarisé, domaine fréquentiel. Elle est utilisée ici pour étudier la transmission modale d'une tuyère de turboréacteur.

Modèle de conduit d'admission d'un turboréacteur montrant la transmission acoustique modale dans la palette de couleurs Wave.
Simulation de la transmission modale du son dans un modèle d'admission de turboréacteur. Les résultats proviennent du modèle tutoriel Flow Duct, dans lequel est utilisée la nouvelle condition aux limites Port.

Condition d'impédance dans l'interface Ecoulement potentiel linéarisé, analyse modale sur frontière

La condition aux limites Impédance peut maintenant être ajoutée à l'interface Ecoulement potentiel linéarisé, analyse modale sur frontière lors du calcul des modes de propagation et de non-propagation. Il est utile d'ajouter cette condition en combinaison avec les conditions aux limites Port dans l'interface Ecoulement potentiel linéarisé, domaine fréquentiel lors de l'excitation d'un guide d'ondes avec des modes sortants et incidents réalistes dans des configurations de guide d'ondes alignés.

Fonctionnalité de Paroi en glissement en Acoustique thermovisqueuse pour des conditions de paroi non idéales

Une nouvelle condition aux limites Paroi en glissement est disponible pour l'acoustique thermovisqueuse afin de modéliser les conditions effectives de paroi non-idéales qui existent en régime d'écoulement en glissement, à condition que le nombre de Knudsen soit compris entre 0,001 et 0,1. Cette condition aux limites est utilisée pour les systèmes ayant de très petites dimensions géométriques ou les systèmes fonctionnant à des pressions ambiantes très faibles. Cette condition est importante pour la modélisation, par exemple, de transducteurs MEMS et d'autres microdispositifs, comme le montre le tutoriel MEMS Microphone with Slip Wall. Pour modéliser une paroi en glissement sur une frontière intérieure, il est possible d'utiliser la condition Paroi interne en glissement. La nouvelle fonctionnalité Paroi en glissement est présentée dans le modèle tutoriel Viscous Damping of a Microperforated Plate in the Slip Flow Regime.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre le Constructeur de modèles avec le nœud Paroi en glissement mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de microphone MEMS dans la fenêtre graphique.
Utilisation de la fonctionnalité Paroi en glissement pour modéliser les propriétés atténuantes d'une plaque microperforée (MPP). La condition de Paroi en glissement est essentielle pour la modélisation acoustique des dispositifs MEMS.

Fonctionnalité de Tension de surface en Acoustique thermovisqueuse

Une nouvelle fonctionnalité Tension de surface dans l'interface Acoustique thermovisqueuse, domaine fréquentiel ajoute la condition intérieure nécessaire à la modélisation de l'interface entre deux fluides, en incluant les effets de tension de surface. Cette formulation (en perturbation) acoustique de l'équation de Young-Laplace repose sur une linéarisation autour de la forme stationnaire de l'interface fluide-fluide. Cette fonctionnalité est importante pour la modélisation de petites interfaces courbes entre deux fluides différents non miscibles, comme les microbulles ou les microgouttes, par exemple dans les applications à jet d'encre. Le nouveau modèle tutoriel Eigenmodes in Air Bubble with Surface Tension illustre cette fonctionnalité.

 
Déformée modale d'une microbulle résolue à l'aide de la nouvelle fonctionnalité Surface Tension.

Nouvelle option RLC pour l'impédance en Acoustique thermovisqueuse, domaine fréquentiel

Une option RLC a été ajoutée à la condition limite Impédance dans l'interface Acoustique thermovisqueuse, domaine fréquentiel. Cette condition est utile pour modéliser l'interaction entre un champ acoustique et des systèmes simples de masse-ressort-amortisseur via un modèle discret. Par exemple, il est possible de modéliser les interactions acoustique-structure avec un modèle de microphone à l'aide d'un modèle discret pour la membrane flexible du microphone.

Modèle de flamme en Pression acoustique, domaine fréquentiel

Une nouvelle fonctionnalité Modèle de flamme dans l'interface Pression Acoustique, domaine fréquentiel permet de définir une source de chaleur à l'aide d'un modèle de flamme, typiquement pour l'analyse de la stabilité dans une configuration de combustion. La source de chaleur dépend du champ acoustique et est définie selon le modèle n-tau. Dans les moteurs à combustion, le dégagement de chaleur dépend des oscillations acoustiques de l'alimentation en carburant, et les oscillations acoustiques sont affectées par le dégagement de chaleur. Il peut en résulter que les modes acoustiques deviennent soit instables, soit amortis. Découvrez cette fonctionnalité dans le nouveau modèle tutoriel Active Flame Validation.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le nœud Modèle de flamme mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un graphique 2D montrant l'interaction entre un champ acoustique et la chaleur dégagée par une flamme.
La nouvelle fonction Modèle de flamme dans l'interface Pression acoustique, domaine fréquentiel.

Nouveautés et améliorations des couplages et fonctionnalités multiphysiques

Le couplage Frontière entre modèles acoustiques BEM-FEM et le couplage Frontière acoustique-structure incluent désormais la possibilité d'ajouter des sous-fonctionnalités, et deux nouveaux couplages multiphysiques ont été ajoutés au module Acoustics afin de simplifier le processus de modélisation.

Couplage multiphysique Frontière acoustique-acoustique thermovisqueuse pour les assemblages

Une nouvelle version pour les paires de frontières du couplage précédemment disponible Frontière acoustique-acoustique thermovisqueuse a été ajoutée. Ce couplage est adapté à la modélisation d'assemblages avec des maillages non conformes.

Nouveau couplage multiphysique Frontière acoustique thermovisqueuse-perturbation thermique

Un nouveau couplage multiphysique Frontière acoustique thermovisqueuse-perturbation thermique a été ajouté pour coupler la variation de température acoustique dans les fluides à la fluctuation de température dans les solides. Ce couplage agit comme une interaction entre l'interface Acoustique thermovisqueuse, domaine fréquentiel ou l'interface Acoustique thermovisqueuse, temporel et l'interface Transfert de chaleur dans des solides. Ce nouveau couplage est utile, par exemple, pour les simulations acoustiques avancées de moteurs et de pompes thermoacoustiques. Découvrez cette fonctionnalité dans le modèle tutoriel mis à jour Thermoacoustic Engine and Heat Pump.

Impédance intérieure pour le couplage multiphysique Frontière entre modèles acoustiques BEM-FEM

Lors du couplage de modèles de pression acoustique basés sur la méthode des éléments finis (FEM) et la méthode des éléments de frontière (BEM) à l'aide du couplage multiphysique Frontière entre modèles acoustiques BEM-FEM, il est désormais possible d'ajouter une sous-fonctionnalité d'impédance entre les deux domaines. Cela permet d'étendre l'utilisation de la stratégie de modélisation hybride FEM-BEM, particulièrement utile pour les problèmes acoustiques de grande taille.

Impédance de la couche limite thermovisqueuse pour le couplage multiphysique Frontière acoustique-structure

Lors du couplage d'une structure vibrante à un domaine acoustique à l'aide du couplage multiphysique Frontière acoustique-structure, une sous-fonctionnalité Impédance de couche limite thermovisqueuse peut désormais être ajoutée au couplage multiphysique. Cela simplifie la configuration des modèles vibroacoustiques de grande taille dans lesquels les pertes thermovisqueuses sont incluses à l'aide de la formulation homogénéisée de l'impédance de la couche limite thermovisqueuse. Cette fonctionnalité est également importante pour accélérer certains problèmes d'optimisation de forme, ou pour des simulations approchées plus rapides. Découvrez ce nouvel ajout dans le modèle tutoriel Piezoelectric MEMS Speaker.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre le Constructeur de modèles avec le sous-nœud Impédance de la couche limite thermovisqueuse mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de haut-parleur MEMS piézoélectrique dans la fenêtre graphique.
La nouvelle fonctionnalité Impédance de la couche limite thermovisqueuse pour le couplage multiphysique Frontière acoustique-structure.

Nouvelle fonctionnalité Récepteur en Lancer de rayons acoustique

Une nouvelle fonctionnalité Récepteur basée sur la physique dans l'interface Lancer de rayons acoustique améliore considérablement les performances pour l'analyse de réponse impulsionnelle. Cette fonctionnalité est utilisée pour définir les limites d'une sphère réceptrice dans la géométrie lors de la configuration de la physique. Le récepteur recueille des informations (temps d'arrivée et puissance) relatives aux rayons intersectants pendant la simulation. Ces informations sont ensuite utilisées pour calculer la réponse impulsionnelle lors de l'exploitation des résultats. Le temps combiné de calcul et d'exploitation des résultats (pour calculer les réponses impulsionnelles, tracer les trajectoires des rayons, etc.) pour le modèle Chamber Music Hall est passé de 18 heures (avec la version 6.1) à 2 heures (avec la version 6.2). Le temps d'analyse des 10 réponses impulsionnelles est passé de 16 heures à 30 minutes (pour 2 sources et 5 récepteurs, 10 paires en tout, en utilisant 46 000 rayons et 18 bandes avec une résolution de 1/3 d'octave). La fonctionnalité Récepteur est également présentée dans le modèle tutoriel mis à jour Small Concert Hall Acoustics.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèle avec le nœud Récepteur mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de salle de concert dans la fenêtre graphique.
Les réglages de la fonctionnalité Récepteur du modèle tutoriel Chamber Music Hall.

Nouvelle fonctionnalité Emission à partir d'un champ de pression en Lancer de rayons acoustique

La nouvelle fonctionnalité Emission à partir d'un champ de pression est utilisée pour créer des sources réalistes dans l'interface Lancer de rayons acoustique. Les informations sur les sources réalistes sont d'abord extraites d'une simulation ondulatoire (champ proche) à l'aide de l'interface Pression acoustique, domaine fréquentiel. Cela signifie que l'approximation classique de source ponctuelle du lancer de rayons n'est pas toujours nécessaire. Un exemple de source en champ proche pourrait être un haut-parleur placé sur le tableau de bord d'une voiture, dont l'emplacement provoque des réflexions et des diffractions locales, comme le montre le nouveau modèle tutoriel Car Cabin Acoustics : Hybrid FEM-Ray Source Coupling. Dans ce cas, le lancer de rayons ne permet pas d'appréhender les phénomènes ondulatoires. Cependant, l'utilisation d'un modèle local de pression acoustique permet de prendre en compte ces phénomènes. La fonctionnalité Emission à partir d'un champ de pression permet de générer des rayons dont l'amplitude et la direction sont déterminées par le champ d'intensité du modèle de pression acoustique. Cette fonctionnalité est présentée dans le modèle tutoriel Room Impulse Response of a Smart Speaker.

Modèle de haut-parleur illustrant la norme et la direction de la source acoustique dans la palette de couleurs Rainbow.
La nouvelle fonctionnalité Emission à partir d'un champ de pression permet de générer des rayons à partir d'une surface, la norme et la direction étant données par le vecteur d'intensité du modèle de pression acoustique préalablement résolu.

Import de fichiers audio WAV

Les fichiers audio WAV (.wav) peuvent désormais être importés en tant que fonctions d'Interpolation. Ceci est utile pour de nombreuses applications en acoustique, comme la comparaison de simulations avec des données mesurées ou l'import de signaux sources pour une analyse transitoire. Découvrez cette nouvelle fonctionnalité dans le modèle tutoriel mis à jour Small Concert Hall Acoustics.

Fonctions en tant que Source pour le graphique de Réponse impulsionnelle

Pour les sources de données du graphique Réponse impulsionnelle, il existe désormais une option Fonction (au lieu d'un simple jeu de données récepteur). Cela signifie que le graphique Réponse impulsionnelle peut être utilisé pour analyser des données de réponse impulsionnelle définies par l'utilisateur, par exemple, sur la base de l'import d'un fichier audio WAV. Cette fonctionnalité permet d'analyser des données de mesure ainsi que des données résultant d'une concaténation de simulations ondulatoires à basse fréquence et de simulations de lancer de rayons à haute fréquence. Le modèle tutoriel Small Concert Hall Acoustics illustre cette nouvelle fonctionnalité.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le nœud de résultats Réponse impulsionnelle mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un graphique 1D montrant la réponse fréquentielle dans la fenêtre graphique.
La nouvelle option Source dans le graphique Réponse impulsionnelle permet d'analyser des signaux importés ou des signaux qui ne proviennent pas d'une simulation de lancer de rayons acoustique.

Nouveautés du graphique Bandes d'octave

Le graphique Bandes d'octave peut maintenant être utilisé pour analyser des résultats issus d'une simulation transitoire. Les données transitoires sont transformées vers le domaine fréquentiel avant d'être analysées. Le graphique Bandes d'octave dispose désormais d'un type d'entrée Général (non dB) qui peut être utilisé pour analyser les données d'absorption en acoustique ou les données de vitesse de vibration pour tracer une fonction de réponse fréquentielle (FRF) dans un modèle de vibrations structurelles.

Optimisation par gradient avec l'opérateur de champ extérieur dans les modèles 2D axisymétriques

L'optimisation par gradient (optimisation de forme ou topologique) est désormais prise en charge dans les modèles 2D axisymétriques via l'utilisation de l'opérateur de champ extérieur Lp_pext_opt dédié à l'optimisation dans l'interface Pression acoustique, domaine fréquentiel. La version d'optimisation de l'opérateur de champ extérieur, similaire à l'opérateur déjà existant en 3D, est implémentée de manière à ce que sa sensibilité puisse être calculée analytiquement. À titre d'exemple, le modèle tutoriel Tweeter Dome and Waveguide Shape Optimization a été mis à jour pour faire appel au nouvel opérateur; par conséquent, le domaine acoustique peut maintenant être considérablement réduit, et le calcul du modèle s'effectue 50 % plus rapidement. Vous pouvez également découvrir cette mise à jour dans le modèle tutoriel Optimizing the Shape of a Horn.

Un modèle de tweeter illustrant l'optimisation du dôme et du guide d'ondes dans la palette de couleurs Rainbow.
Optimisation de la forme d'un dôme de tweeter et d'un guide d'ondes à l'aide du nouvel opérateur Lp_pext_opt.

Contributions matériau du premier ordre en streaming acoustique

Une nouvelle option permettant d'inclure la dépendance au premier ordre de la viscosité à partir des propriétés matériau a été ajoutée aux couplages multiphysiques pour le streaming acoustique. Cet effet est typiquement important dans un écoulement tournant généré par une combinaison de deux résonances, générant une onde acoustique tournante.

Variables lagrangiennes de vitesse constante en streaming acoustique

De nouvelles variables prédéfinies ont été ajoutées pour la vitesse constante lagrangienne lors de la modélisation du streaming acoustique. Cette vitesse doit être utilisée lors du calcul des trajectoires des particules dans un écoulement. La variable est indiquée dans l'interface utilisateur et peut facilement être sélectionnée comme entrée pour la force de traînée visqueuse dans, par exemple, l'interface physique Suivi de particules pour écoulement fluide. Ceci est illustré dans le modèle tutoriel Acoustic Streaming in a Microchannel Cross Section.

Coupe transversale d'un modèle de microcanal montrant le streaming acoustique dans la palette de couleurs Rainbow.
Vitesse d'écoulement lagrangienne dans une section transversale de microcanal, basée sur des variables prédéfinies.

Nouvelle étude de balayage adaptatif en fréquence

Un nouveau type d'étude en domaine fréquentiel appelé Balayage en fréquence adaptatif a été ajouté à l'interface Pression acoustique, domaine fréquentiel. Cette étude est utile pour effectuer des balayages fréquentiels denses de manière efficace en utilisant la méthode AWE (Asymptotic Waveform Evaluation). L'étude nécessite l'entrée d'une métrique qui suit la réponse acoustique du système modélisé. Découvrez ce nouveau type d'étude dans le modèle tutoriel Helmholtz Resonator Analyzed with Different Frequency Domain Solvers.

Solveur modal en fréquentiel pour les modèles de vibroacoustiques

Il est désormais possible d'effectuer des analyses vibroacoustiques multiphysiques à l'aide du solveur modal. Cela est désormais possible car les vecteurs propres gauches et droits sont désormais calculés lors d'une analyse en fréquences propres. Cette fonctionnalité est illustrée dans le modèle tutoriel Acoustic-Structure Interaction with Frequency Domain, Modal Solver.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud de configuration du solveur Fréquences propres sélectionné, la fenêtre de réglages correspondante, et un graphique 1D de comparaison de solutions dans la fenêtre graphique.
Utilisation du solveur Fréquentiel sur base modale pour un problème vibroacoustique (intéraction acoustique–structure).

Amélioration des performances des modèles acoustiques BEM

Plusieurs améliorations importantes ont été introduites pour la résolution de modèles acoustiques à l'aide de la méthode des éléments de frontière (BEM) en utilisant l'interface Pression acoustique, éléments de frontière.

  • L'évaluation du noyau BEM pour les nombres d'ondes à valeurs complexes (modèles avec atténuation fluide) a été optimisée. Par exemple, la génération du graphique Diagramme de rayonnement dans le modèle Submarine Target Strength est maintenant 25% plus rapide. L'accélération dépend de la taille du modèle et de la configuration matérielle.
  • L'équilibrage de la charge et de la mémoire pour les modèles BEM exécutés sur des clusters a été considérablement amélioré. Par exemple, la résolution du modèle Submarine Target Strength à 6 kHz sur 6 nœuds d'un cluster est maintenant 7,5 fois plus rapide dans la version 6.2 que dans la version précédente - le modèle est maintenant résolu en 55 minutes au lieu de 7 heures 30 minutes. Le pic de mémoire et l'équilibrage de la mémoire ont également été grandement améliorés, ce qui permet d'accélérer considérablement la résolution de problèmes acoustiques de grande taille. L'accélération dépend du problème et de la configuration matérielle.
  • Un solveur amélioré est désormais également disponible pour résoudre les modèles qui font appel à la méthode BEM stabilisée dans des configurations non-cluster (sur un poste de travail normal). Par exemple, le modèle Submarine Target Strength est désormais résolu en 16 minutes, contre 25 minutes dans la version 6.1 (résolution à 1,5 kHz). L'accélération dépend du problème et de la configuration matérielle. Les problèmes BEM classiques (non stabilisés) présentent également une légère accélération de leur temps de calcul.
  • Une nouvelle option de quadrature peut être activée pour améliorer la gestion des interstices minces. Ceci est pertinent pour le rayonnement sonore à travers des guides d'ondes minces, s'ils sont résolus avec la méthode BEM.

Un modèle de sous-marin montrant le rayonnement acoustique avec la palette de couleurs Wave.
Le modèle Submarine Target Strength résolu à 6 kHz. L'image montre le champ de pression totale à la surface du sous-marin. Il s'agit d'un modèle BEM avec 2,5 millions de degrés de liberté, et la longueur du sous-marin correspond à 250 longueurs d'onde.

Améliorations complémentaires

  • Amélioration de la gestion de l'axe de symétrie pour la modélisation en 2D axisymétrique avec les interfaces dédiées à l'acoustique thermovisqueuse, aux équations de Navier-Stokes linéarisées et aux équations d'Euler linéarisées, notamment en prenant en compte l'indice du mode azimutal (pour m = 0, m = 1, et m > 1)
  • Gestion de la symétrie sur un port circulaire dans l'interface Acoustique thermovisqueuse, domaine fréquentiel sans avertissement
  • Variables d'intensité pour le champ total, le champ ambiant et le champ diffusé dans les interfaces en acoustique thermovisqueuse et pour les équations de Navier-Stokes linéarisées
  • Option Pas de correction pour le volume arrière ajouté à la condition Haut-parleur réduit, frontière en acoustique thermovisqueuse et en pression acoustique
  • Option de prise en compte automatique des vitesses des solides comme sources dans l'interface Pression Acoustique, Kirchhoff-Helmholtz
  • Les ports dans les problèmes d'ondes élastiques résolus avec l'interface Mécanique du solide gèrent désormais correctement les modes d'ordre supérieur non-orthogonaux
  • Les contributions hors plan sont désormais incluses dans les termes sources des interfaces en acoustique thermovisqueuse, pour les équations de Navier-Stokes linéarisées et pour les équations d'Euler linéarisées

Nouveaux modèles et tutoriels mis à jour

La version 6.2 de COMSOL Multiphysics® apporte plusieurs nouveaux modèles au module Acoustics, ainsi que la mise à jour de tutoriels existant.

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

Un modèle de salon montrant une analyse acoustique ondulatoire avec la palette de couleurs Wave.
Une analyse acoustique d'une pièce par approche ondulatoire, incluant des conditions d'impédance fonction de la fréquence dans une étude temporelle. Les données d'impédance pour les murs sont analysées avec la fonction Ajustement par fractions partielles et la nouvelle condition aux limites Impédance en étude temporelle.

Nom de l'application:
full_wave_transient_room_acoustics
Lien de téléchargement de l'application

MEMS Microphone with Slip Wall

Modèle de microphone MEMS montrant la réponse acoustique dans la palette de couleurs Aurora Australis.
Microphone MEMS résolu dans le domaine fréquentiel, incluant les effets de la précontrainte en courant continu. Le modèle fait appel à la nouvelle condition aux limites Paroi en glissement pour inclure les effets liés aux nombres de Knudsen élevés, qui sont importants pour la réponse acoustique de la plaque microperforée (MPP) et pour l'écoulement de compression.

Nom de l'application:
mems_microphone_slip_wall
Lien de téléchargement de l'application

Generation of Lamb Waves for Nondestructive Inspection of Plate Specimens

Inspection non destructive d'un modèle de plaque d'acier montrant des défauts potentiels dans la palette de couleurs Prism.
Analyse d'un dispositif de contrôle non destructif (CND) pour l'inspection d'une plaque d'acier de largeur et d'épaisseur finies. Un sabot à faisceau angulaire excite le mode de surface désiré dans la plaque, ce qui permet de détecter un défaut.

Nom de l'application:
lamb_waves_ndt_plate
Lien de téléchargement de l'application

Viscous Damping of a Microperforated Plate in the Slip Flow Regime

Modèle de plaque microperforée montrant la taille optimale du trou pour la perforation dans la palette de couleurs Rainbow.
Analyse acoustique de l'impédance d'entrée d'un modèle MPP. Le modèle montre l'importance de la condition aux limites Paroi en glissement et détermine la taille optimale du trou pour le MPP.

Nom de l'application:
viscous_damping_mpp
Lien de téléchargement de l'application

Car Cabin Acoustics — Frequency-Domain Analysis

Un modèle d'habitacle de voiture montrant les performances du système de sonorisation avec la palette de couleurs Traffic Flow.
Ce modèle analyse les performances en basses et moyennes fréquences du système de sonorisation dans l'habitacle d'une voiture. La réponse en fréquence à l'emplacement d'un réseau de microphones et le comportement modal aux basses fréquences sont calculés.

Nom de l'application:
car_cabin_acoustics
Lien de téléchargement de l'application

Baffled Piston Radiation

Un modèle de piston de baffle montrant le rayonnement acoustique avec la palette de couleurs Wave.
Le modèle Baffled Piston Radiation comparant les résultats de simulation à la solution analytique.

Nom de l'application:
baffled_piston_radiation
Lien de téléchargement de l'application

Loudspeaker Driver 3D — Frequency-Domain Analysis

Un modèle de haut-parleur montrant les résultats de l'analyse fréquentielle dans la palette de couleurs Rainbow.
Analyse complète dans le domaine fréquentiel d'un modèle multiphysique 3D vibroélectroacoustique d'un haut-parleur.

Nom de l'application:
loudspeaker_driver_3d
Lien de téléchargement de l'application

Eigenmodes in Air Bubble with Surface Tension

Un modèle microscopique de bulle d'air montrant les fréquences et modes propres avec la palette de couleurs Rainbow.
Une analyse de fréquences et modes propres d'une bulle d'air dans l'eau est modélisée et comparée avec des solutions analytiques.

Nom de l'application:
eigenmodes_air_bubble
Lien de téléchargement de l'application

Scattered Field Formulation for Elastic Waves

Modèle de source montrant les ondes P et S pour les diffuseurs à cavité, à inclusion rigide et à inclusion élastique.
Ondes P et S frappant une cavité, une inclusion rigide et une inclusion élastique.

Nom de l'application:
scattered_field_elastic_waves
Lien de téléchargement de l'application

Elastic Cloaking with Polar Material

Modèle d'obstacle élastique occulté montrant les contraintes matérielles dans la palette de couleurs Wave.
Comparaison entre le champ libre généré par une charge ponctuelle et le champ autour d'un obstacle occulté.

Nom de l'application:
elastic_cloaking
Lien de téléchargement de l'application

Thermoacoustic Engine and Heat Pump

Un modèle d'échangeur de chaleur illustrant la vitesse acoustique et les fluctuations de température dans les palettes de couleurs Rainbow et Thermal Wave.
Vitesse acoustique et fluctuations de température dans l'échangeur de chaleur d'un moteur thermique et d'une pompe à chaleur thermoacoustiques.

Nom de l'application:
thermoacoustic_engine_heat_pump
Lien de téléchargement de l'application

Fuel Tank Vibration

Un modèle de réservoir de carburant illustrant son mode de vibration par des flèches rouges.
Analyse multiphysique complète du comportement vibratoire d'un réservoir de carburant partiellement rempli. Le modèle compare les résultats avec l'approche moins précise de masse ajoutée.

Nom de l'application:
fuel_tank_vibration
Lien de téléchargement de l'application

Nonlinear Transfer Impedance of a Tapered Orifice

Modèle d'orifice conique montrant les pertes acoustiques non linéaires dans la palette de couleurs Prism.
Le détachement de tourbillons dans un orifice conique induit des pertes acoustiques locales non linéaires. L'impédance de transfert du système est analysée et comparée aux résultats de la littérature.

Nom de l'application:
nonlinear_transfer_impedance
Lien de téléchargement de l'application

Type 4.3 Ear Simulator

Le modèle P.57 Type 4.3 Full-Band Ear Simulator montrant la réponse acoustique avec la palette de couleurs Wave.
Le modèle P.57 Type 4.3 Full-Band Ear Simulator. Ce modèle inclut la géométrie du canal auditif et de la pinule définis par rapport à la recommendation ITU-T P.57. La réponse acoustique du système y est analysée et validée.

Nom de l'application:
type_43_ear_simulator
Lien de téléchargement de l'application

Transverse Isotropic Porous Layer

Modèle de laine de verre poreuse montrant ses propriétés acoustiques dans la palette de couleurs Rainbow.
Étude des propriétés acoustiques d'une couche poreuse en laine de verre. Le matériau poreux a des propriétés isotropes transversales et est modélisé par un modèle complet de matériau poroélastique anisotrope.

Nom de l'application:
transverse_isotropic_porous_layer
Lien de téléchargement de l'application

Active Flame Validation

Un modèle de conduite avec une flamme compacte montrant l'interaction entre un champ acoustique et la chaleur dégagée avec la palette de couleurs Wave.
Les modes acoustiques stationnaires du tutoriel Active Flame Validation, qui montre comment modéliser l'interaction entre un champ acoustique et la chaleur dégagée par une flamme à l'aide de la nouvelle fonctionnalité Modèle de flamme.

Nom de l'application:
active_flame_validation
Lien de téléchargement de l'application

Small Concert Hall Acoustics

Un modèle de salle de concert montrant la réponse acoustique de la salle dans la palette de couleurs Rainbow.
Le modèle tutoriel Small Concert Hall a été mis à jour pour inclure la nouvelle fonctionnalité Récepteur. Le modèle montre également l'import d'un fichier audio WAV.

Nom de l'application:
small_concert_hall
Lien de téléchargement de l'application

Chamber Music Hall

Un modèle de salle de concert montrant la réponse acoustique de la salle avec un graphique de lignes de courant dans la palette de couleurs Rainbow.
Le modèle Chamber Music Hall a été mis à jour avec la nouvelle fonctionnalité Récepteur pour rendre l'analyse de réponse impulsionelle plus efficiente.

Nom de l'application:
chamber_music_hall
Lien de téléchargement de l'application

Flow Duct

Modèle de conduit d'admission d'un turboréacteur montrant la transmission acoustique modale dans la palette de couleurs Wave.
Analyse de la transmission acoustique modale d'un modèle de conduit d'admission de turboréacteur, utilisant la nouvelle condition limite Port.

Nom de l'application:
flow_duct
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Axisymmetric Condenser Microphone

Un modèle de microphone à condensateur montrant la déformation mécanique du diaphragme avec les palettes de couleurs Wave et Aurora Borealis.
Le modèle Axisymmetric Condenser Microphone a été mis à jour avec une géométrie plus réaliste et ajoute une étude de capacité.

Nom de l'application:
condenser_microphone
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Optimizing the Shape of a Horn

Optimisation de la forme d'un modèle de cornet représenté dans la palette de couleurs Rainbow.
Optimisation de la forme d'un modèle de cornet simple. Le modèle a été simplifié car l'opérateur Lppextopt prend désormais en charge les modèles axisymétriques.

Nom de l'application:
horn_shape_optimization
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Tweeter Dome and Waveguide Shape Optimization

Un modèle de tweeter illustrant l'optimisation du dôme et du guide d'ondes dans la palette de couleurs Rainbow.
L'optimisation de forme est utilisée pour obtenir une réponse uniforme d'un tweeter acoustique en fonction de la fréquence et de l'angle. Ce modèle a été simplifié car l'opérateur Lp_pext_opt prend désormais en charge les modèles axisymétriques.

Nom de l'application:
tweeter_shape_optimization
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Acoustic Streaming Induced by a Focused Ultrasound Beam

Le streaming acoustique d'un faisceau d'ultrasons affiché dans les palettes de couleurs Rainbow, Prism et Wave.
Le streaming acoustique, un écoulement constant induit par des ondes sonores, est utilisé dans des applications industrielles biomédicales et d'ingénierie. Les exemples incluent l'amélioration du transfert de chaleur par convection, le nettoyage par ultrasons, le micromélange localisé, l'hémolyse de cellules sanguines, les micropompes, etc.

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Opto-Acoustophoretic Effect in an Acoustofluidic Trap

Un modèle de piège acoustofluidique montrant l'effet opto-acoustophorétique dans les palettes de couleurs Wave et Aurora Borealis.
Le terme opto-acoustophorèse est utilisé pour décrire l'interaction entre les champs acoustiques et optiques. Dans la plupart des cas (y compris dans ce modèle), le champ optique réchauffe le matériau et affecte donc le champ acoustique.

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Acoustic Trap in Glass Capillary with Bias Flow

Un modèle de capillaire montrant les forces de trainée générées par le flux acoustique avec la palette de couleurs Thermal Wave.
Un modèle 3D de piège acoustique dans un capillaire. Le modèle inclut les forces de trainée issues du flux acoustique et de la convection thermique, avec les forces de rayonnement acoustique sur les petites particules.

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Room Impulse Response of a Smart Speaker

Un modèle de haut-parleur intelligent montrant la réponse impulsionnelle ultérieure dans la pièce avec les trajectoires des rayons dans la palette de couleurs Rainbow.
Ce modèle combine pression acoustique et lancer de rayons acoustiuqe pour effectuer une analyse complète de la gamme de fréquences de la réponse impulsionnelle de la pièce à un petit haut-parleur intelligent. La caractérisation de la source dans le modèle de lancer de rayons est basée sur un modèle multiphysique complet du transducteur et fait appel à la fonctionnalité Emission à partir d'un champ de pression pour définir la source du transducteur.

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Smartphone Microspeaker and Port Acoustics: Linear and Nonlinear Analysis

Modèle de smartphone montrant le diagramme de rayonnement du port acoustique à l'aide d'un graphique de lignes de courant dans la palette de couleurs Rainbow.
Analyse d'un micro-haut-parleur placé dans un smartphone, incluant le rayonnement et l'interaction avec le port acoustique qui relie l'appareil à l'extérieur. Le modèle illustre une analyse linéaire dans le domaine fréquentiel ainsi qu'une analyse non linéaire dans le domaine temporel.

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Sound Transmission Loss Through a Window

Modèle de fenêtre à double vitrage illustrant la perte de transmission du son dans les palettes de couleurs Aurora Borealis et Rainbow.
Ce modèle présente une méthode pratique et efficace pour calculer la perte de transmission du son (STL) à travers un élément de construction. Plus précisément, cet exemple traite le cas d'une fenêtre à double vitrage.

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Acoustic Transmission Loss Through Multilayer Periodic Elastic Structures

La réponse de pression acoustique et la déformation structurelle de deux fluides séparés par une structure solide élastique multicouche.
Réponse de pression acoustique et déformation structurelle d'un système multicouche périodique.

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Acoustic–Structure Interaction with Frequency Domain, Modal Solver

Un graphique 1D montrant une comparaison de la réponse entre les solutions en fréquentiel sur base modale et les solutions en domaine fréquentiel.
Comparaison de la réponse entre le modèle fréquentiel sur base modale et les solutions en domaine fréquentiel

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