OS-E:0320 無限境界要素を用いた2.1スピーカーの音響解析
OptiStructで2.1ホームシアターシステムの音圧を測るために効率的にモデル化された無限境界要素を取り上げます。

図 1. 無限境界要素、音源、音響要素、受音者を含むFEモデルモデルA
モデルファイル
必要なモデルファイルのダウンロードについては、モデルファイルへのアクセスを参照してください。
この例で使用されているモデルファイルには以下のものが含まれます:
- Speaker_IE-A.fem
- Speaker_IE-B.fem
- Speaker_IE-C.fem
モデル概要
この例には、Z軸に沿って振動する(単位強制加振として適用される)スピーカー内部の音源プレート(緑色)が含まれます。音源プレートは、図 1で示されるように、音場の流体要素(前部、後部、上部)で覆われています。無限境界要素は前部流体要素のスキンで、その法線は受音者を指していなければなりません。無限境界要素を含む各スピーカーはそれぞれの極(音源の中心)位置を有します。圧力(節点上で計算される)コンターについては、受音者要素が流体節点を含むPLOTEL要素で設定されています。これは、それらの要素上で音圧が捕捉されるためです。直接法による周波数応答解析が実行されます。
- スピーカー
- 1次ソリッド要素
- 音源
- 1次シェル
- 無限境界要素
- 1次シェル
- 受音者
- 1次シェル
- プロパティ
- 値
- ヤング率
- 70000 MPa
- ポアソン比
- 0.3
- 初期密度
- 2700 Kg/m3
- プロパティ
- 値
- 音速
- 343 m/s
- 質量密度
- 1.21 Kg/m3
結果

図 2. 変位プロット

図 3. 音圧プロット
コンタープロットから分かるように、音圧は左右のスピーカーのインプリントに沿って中央に集中しています。したがって、これは現時点では不正確なモデリングのため3音源スピーカーの相互作用を捕捉していません。

図 4. FEMモデル(モデルBとモデルC)

図 5. 3つのモデルすべてを比較した結果の圧力コンター

図 6. 3つのモデルすべてについて周波数に対する圧力の変化(db20)