WaveTutorial/計算傳遞損失

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傳遞損失是指聲音通過消聲元件前後的聲功率損失。計算公式是TL=10log(Wi/Wt),其中,Wi是入射端總聲功率,Wt是出口端總聲功率。在測試中,在入口端和出口端各使用兩個麥克風,利用分解的方法將入射聲功率和反射聲功率分類,得到準確的聲功率。[2]
在WAVE中可以模擬消聲元件的傳遞損失實驗,其方法是在元件入口端用一個噪聲源(Acoustic Piston)元件產生偽白噪聲,在元件出口端使用全消聲出口(Anechoic Termination),用消聲元件前後的聲功率損失來計算其傳遞損失。
以下圖的同心管消聲器為例,介紹傳遞損失建模計算的方法。

第一步,搭建消聲器進出口兩側的模型[編輯]

在WAVE界面上新建一個Acoustic Piston Ambient,一個Anechoic Termination Ambient,兩個Orifices元件,並按照圖示連接:
設置兩側管道duct1和duct2的參數:
  • Left and Right Diameters=50[mm]
  • Discretization Length=10[mm]
  • Overall Length=100[mm]
  • 在Initial conditions頁面設置pressure=1[bar],temperature=300[K],wall temperature=300[K]
設置聲源amb1的參數:
Speaker頁面
  • Noise=Multi-sine
  • Steady Velocity Component=0[m/s]
  • Amplitude Velocity=0.01[m/s]
  • Upper Frequency Limit=1500[Hz]
  • Lower Frequency Limit=10[Hz]
Transmission Loss頁面
  • 點擊Select Upstream Duct按鈕,在模型上選擇管道duct1;
  • 麥克風的位置:up1=0.4 up2=0.8
  • 點擊Select Downstream Duct按鈕,在模型上選擇管道duct2;
  • 麥克風的位置:down1=0.4 down2=0.8
  • Cycles per Average=5
Ambient Conditions頁面設置的壓力與溫度應該同測試的環境條件一致,在本例子中使用默認值。
全消聲出口amb2的參數完全保持默認值即可。

第二步,導入要分析的消聲器模型[編輯]

假設已經在WaveBuild3D中搭建了要分析的消聲器模型,使用左側Elements窗口的File reference功能可以直接使用該消聲器模型。
導入消聲器模型後,首先刪除兩個Orifice元件,然後用鼠標中鍵拖動管道的粉紅色端口分別和消聲器的兩個粉紅色端口相連。

第三步,設置求解參數並且提交計算[編輯]

在Simulation Control設置面板:
General Parameters→Simulation Duration=10 [cycles]
Fluid Properties→Compressibility=Perfect air
Convergence→關閉Convergence detection
將模型保存後,點擊計算按鈕提交計算任務。

第四步,查看計算結果[編輯]

在計算完成後,點擊WavePost按鈕可以進入結果後處理環境查看計算結果。
一般情況下,在傳遞損失計算完成後,WavePost中會自動生成傳遞損失的結果圖線。鼠標雙擊左側的Time Plots > Transimmision Loss vs. Frequency可以打開傳遞損失的結果。

註:氣體的溫度對傳遞損失的計算結果影響很大,因此在建模的時候應該注意按照實際情況設置模型的壁面溫度和氣體初始溫度值。