搜索分享 | Workbench多孔材料聲學(xué)JCA模型介紹
2017-04-12 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
多孔金屬材料具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有減振、換熱、吸聲、沖擊能量吸聲等特性,目前在聲學(xué)領(lǐng)域中有較為廣泛的應(yīng)用。多孔金屬材料基本聲學(xué)參數(shù)的確定是聲學(xué)材料的基本研究,是判斷材料吸聲性能、材料制作制備等的重要依據(jù)和前提。目前Workbench中提供了五種多孔材料模型,JCA、DLB、MIKI、ZPRO、CDV,本文就對(duì)Johnson-Chamoux-Allard 多孔聲學(xué)模型進(jìn)行介紹。
Johnson-Chamoux-Allard模型目前是最能準(zhǔn)確刻畫(huà)較寬頻率范圍內(nèi)剛性骨架多孔金屬材料吸聲特性的一個(gè)廣義聲學(xué)模型。模型中包含五個(gè)材料基本宏觀聲學(xué)參數(shù),同時(shí),這五個(gè)基本參數(shù)均有比較清晰的物理意義。五個(gè)聲學(xué)參數(shù)值分別為:
材料的流阻率(Flow resistivity);
孔隙率(Porosity);
曲折度(Tortuosityfactor);
粘性特征長(zhǎng)度(Viscous);
熱特征長(zhǎng)度(Thermal characteristics lengths);
孔隙率
多孔材料的孔隙率定義為材料孔隙內(nèi)的流體體積(
)與整個(gè)多孔材料的體積(
)之比:
注:多孔材料中孔內(nèi)的流體體積不能計(jì)算在
內(nèi),只有開(kāi)孔或者連通的孔內(nèi)的流體才能被計(jì)算在
內(nèi)。
材料的流阻率
流阻率直接反映材料的一些結(jié)構(gòu)特性,流阻用于建立材料結(jié)構(gòu)和材料的一些聲學(xué)特性(如:衰減特性、吸聲特性等)之間的關(guān)系,多孔材料的流阻率可以表示為
ΔP為試件兩側(cè)的壓差,V為垂直流體經(jīng)過(guò)試件的平均流速,平均流速V表示為V=Q/S,其中Q為流量,S為材料的橫截面積
曲折度
曲折度與孔的截面形狀無(wú)關(guān),僅依賴于多孔材料骨架的幾何構(gòu)造,曲折度表示為:
其中L為孔的長(zhǎng)度,?為孔長(zhǎng)度與厚度方向的夾角
粘性特征長(zhǎng)度
模型中的粘性特征長(zhǎng)度
、
熱特征長(zhǎng)度
熱特征長(zhǎng)度的概念是用來(lái)計(jì)算高頻范圍內(nèi)多孔材料中空氣的體積彈性系數(shù),用以代表幾何因素對(duì)有效體積彈性系數(shù)K的影響。
注:一般情況下上述參數(shù)通過(guò)試驗(yàn)難以測(cè)得,大多數(shù)時(shí)候是通過(guò)表面聲阻抗、聲壓反射系數(shù)、吸聲系數(shù)等測(cè)試進(jìn)行反求獲得。
JCA模型是基于BIOT理論考慮多孔介質(zhì)粘性慣性效應(yīng)和熱耗散效應(yīng)建立的,將孔隙形狀默認(rèn)為圓柱形,把剛性骨架的空氣飽和多孔材料看作是具有同樣動(dòng)態(tài)密度和動(dòng)態(tài)體積模量的等效流體。在Workbench中,安裝Acoustic的ACT插件后,當(dāng)選擇JCA模型,下拉菜單中就會(huì)出現(xiàn)模型中對(duì)應(yīng)需要輸入的參數(shù)如下圖所示,輸入?yún)?shù),就能使用JCA多孔模型對(duì)聲學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算:
相關(guān)標(biāo)簽搜索：分享 | Workbench多孔材料聲學(xué)JCA模型介紹 Ansys有限元培訓(xùn) Ansys workbench培訓(xùn) ansys視頻教程 ansys workbench教程 ansys APDL經(jīng)典教程 ansys資料下載 ansys技術(shù)咨詢 ansys基礎(chǔ)知識(shí) ansys代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 Abaqus培訓(xùn)
