搜索基于ANSYS經(jīng)典界面的雙波導(dǎo)的聲輻射分析
2017-09-28 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
【問題描述】
一個雙波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)如下圖所示。該結(jié)構(gòu)由兩個波導(dǎo)管和一個被吸聲材料所封閉的長方體空間構(gòu)成?，F(xiàn)在這兩個波導(dǎo)管的進(jìn)口段各施加頻率是1360HZ,振幅是1PA的聲壓波?，F(xiàn)在要求整個結(jié)構(gòu)內(nèi)部的聲壓分布,并重點(diǎn)比較幾個對稱點(diǎn)處聲壓的大小和相位。
【問題分析】
1. 這是一個諧響應(yīng)分析問題。
2. 由于涉及到聲場和邊界層,而且是三維的規(guī)則空間結(jié)構(gòu),所以使用FLUID220單元,并分別給定不同的關(guān)鍵字,以表達(dá)聲場主體和邊界層。為了方便建模,先用MESH200建模四個面,然后通過拉伸的方式形成上述兩個區(qū)域。
3. 對邊界節(jié)點(diǎn)設(shè)置壓力為零的聲-軟邊界條件。
4. 在兩個波導(dǎo)管的進(jìn)口處設(shè)置壓力激勵源。
5. 用POST1繪制聲壓云圖,而用POST26取出幾個對稱點(diǎn)的聲壓,進(jìn)行比較。
6. 本例子來自于ANSYS15聲場分析的例子《13.9. Example: Radiation from Two Waveguides》,為方便講解,對命令流進(jìn)行了調(diào)整,并在后處理中加入了云圖顯示。
7. 本例使用命令流進(jìn)行講解。
【求解步驟】
1. 建模
1.1 選擇單元類型
在命令窗口中輸入
/prep7
et,11,200,7
et,1,220,,1
et,2,220,,1,,1
上述命令首先進(jìn)入了前處理器
然后定義了三種單元,其中
200是MESH200,用于定義面單元。該單元主要是為了創(chuàng)建其它體單元做過渡。用完后就會清除掉。
220是FLUID220,其中第3行的該單元用于域內(nèi),建?？諝?而第4行用于建模邊界,表達(dá)網(wǎng)格截斷。
1.2 創(chuàng)建材料模型
在命令窗口中輸入
c0=340
mp,dens,1,1.
mp,sonc,1,c0
上述命令用于定義材料的密度和聲速。
1.3 創(chuàng)建幾何模型
在命令窗口中輸入
d=0.1
l=1.
s=0.5
a=2
dpml=0.25
上述命令用于定義幾何體的參數(shù)
在命令窗口中輸入
rect,-l,0,s/2,s/2+d
rect,-l,0,-s/2,-s/2-d
rect,0,a,-a/2,a/2
rect,0,a+dpml,-a/2-dpml,a/2+dpml
上述命令先后創(chuàng)建四個面如下圖。
在命令窗口中輸入
asba,4,3,,delete,keep
aglue,all
上述命令用最大的矩形減去內(nèi)面的小矩形。然后把所有的面粘貼在一起,結(jié)果如下圖。
1.4 創(chuàng)建有限元模型
在命令窗口中輸入
h=d/2
esize,h
type,11
amesh,all
上述命令對所有面劃分網(wǎng)格,使用的是MESH200,這只是劃分臨時面網(wǎng)格。結(jié)果如下圖。
在命令窗口中輸入
mshape,0
mshkey,0
asel,all
asel,u,,,5
esla
type,1
mat,1
esize,,1
vext,all,,,0,0,d,
上述命令拉伸現(xiàn)有的部分面單元MESH200(面積A1,A2,A4),生成聲場單元FLUID220.結(jié)果如下圖
在命令窗口中輸入
asel,s,,,5
type,2,
mat,1
esize,,1
vext,all,,,0,0,d,
上述命令拉伸面單元MESH200(面積A5),生成聲場的邊界部分單元。結(jié)果如下圖
在命令窗口中輸入
asel,s,loc,z,0
aclear,all
alls
nummrg,all
上述命令刪除開始生成的MESH200單元,然后對所有的節(jié)點(diǎn),單元等進(jìn)行合并。
1.5 設(shè)置邊界條件
在命令窗口中輸入
nsel,s,loc,x,a+dpml
nsel,a,loc,y,-a/2-dpml
nsel,a,loc,y,a/2+dpml
d,all,pres,0.
上述命令用于選擇外邊界,設(shè)置其壓力為零。即用于模擬吸聲材料,完全吸收聲壓。
1.6 設(shè)置激勵源
在命令窗口中輸入
nsel,s,loc,x,-l
d,all,pres,1
alls
fini
上述命令用于選擇雙波導(dǎo)管的入口,設(shè)置其壓力是1pa
2. 求解
在命令窗口中輸入
/solu
pi=3.1415926535
k=8*pi
freq=k*c0/(2*pi)
上述命令進(jìn)入求解器,然后定義了頻率大小。
在命令窗口中輸入
eqslv,sparse
antype,harmic
harfrq,freq
solve
fini
上述命令設(shè)置要進(jìn)行諧響應(yīng)分析,并設(shè)置激勵頻率的大小,然后開始求解。
3. 后處理
下面的后處理命令,依次定義6個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的編號為變量,這六個節(jié)點(diǎn)如下圖
在命令窗口中輸入
/post26
prcplx,0
nsel,s,loc,x,0
nsel,r,loc,y,s/2+d
*get,A1,node,0,num,max
定義變量A1.
在命令窗口中輸入
nsel,s,loc,x,0
nsel,r,loc,y,s/2
*get,A2,node,0,num,max
定義變量A2.
在命令窗口中輸入
nsel,s,loc,x,0
nsel,r,loc,y,-s/2-d
*get,B1,node,0,num,max
定義變量B1.
在命令窗口中輸入
nsel,s,loc,x,0
nsel,r,loc,y,-s/2
*get,B2,node,0,num,max
定義變量B2.
在命令窗口中輸入
nsel,s,loc,x,a
nsel,r,loc,y,a/2
*get,C1,node,0,num,max
定義變量C1.
在命令窗口中輸入
nsel,s,loc,x,a
nsel,r,loc,y,-a/2
*get,C2,node,0,num,max
定義變量C2.
在命令窗口中輸入
allsel
nsol,2,A1,pres,,Input_A1
是取出A1點(diǎn)的壓力,定義為變量2,其別名是Input_A1
在命令窗口中輸入
nsol,3,A2,pres,,Input_A2
nsol,4,B1,pres,,Input_B1
nsol,5,B2,pres,,Input_B2
nsol,6,C1,pres,,Output_C1
nsol,7,C2,pres,,Output_C2
其含義與上相同,依次取出A2,B1`,B2,C1,C2節(jié)點(diǎn)的壓力,并依次定義為變量3,4,5,6,7中。
結(jié)果如下表
上述變量與節(jié)點(diǎn)編號的關(guān)系如下
在命令窗口中輸入
prvar,2,5,
這是給出2,5號節(jié)點(diǎn)的聲壓關(guān)系,結(jié)果如下:
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