声学单元在mesh模块里选AC2D3、AC2D4、AC3D4、AC3D6、AC3D8这些,声学介质属性在property里create material,mechanical→acoustic medium,填density和bulk modulus,声学单元只有声压自由度,结构单元有平动自由度,界面处理用interaction里的acoustic-structural coupling,或者直接用tie,主面选结构面,从面选声学面,位置容差给0.1到0.5,网格匹配也可以共节点,但法向要一致,声学单元正法向指向声学介质外部,结构面法向无所谓,query里检查一下。
分析步用frequency做耦合模态,number of eigenvalues给20,最小频率0,最大频率20000,提交后看dat文件里耦合频率,跟结构单独模态对比,空气附加质量会让频率降一点,降太多说明声学域太大或者网格太粗,频响用steady-state dynamics,direct法算得慢但准,modal法快但需要先提取模态,频率范围20到2000,扫频点每10赫兹一个,阻尼给结构阻尼0.02,声学阻尼一般不加。
声学域外围要包一层无限元或者PML,无限元在mesh模块里把最外层声学单元改成ACIN3D4,PML在step里other→PML→create,选声学域外围一层单元,无限元需要定义声学介质属性,PML不需要,但PML要指定声学域,不然不生效,声学网格一个波长至少6个单元,空气343000,2000赫兹波长171.5,单元尺寸小于28,取20左右,结构网格可以细一点。

空气材料在mm-tonne-s下密度1.225e-12,体积模量0.144,声速343000,水密度1e-9,声速1.5e6,体积模量2.25e3,钢密度7.85e-9,杨氏模量210000,泊松比0.3,声学分析里结构材料跟常规一样,声学介质只填密度和体积模量,不要填杨氏模量,填了也不起作用。
输出里声压选POR,声压级后处理用20*log10(p/2e-5),参考声压2e-5 Pa = 2e-11 MPa,注意单位,位移U和应力S照常输出,频响结果用XY plot,横轴频率纵轴声压级,耦合面处的声压和结构位移对比看相位,如果声压全零检查法向和边界条件,无限元外面加声压边界0。
常见报错:tie主从面距离太远,容差调大;声学单元法向反了,声压结果全零;无限元单元类型不对,ACIN3D4需要定义声学介质;PML在step里创建后要指定声学域,否则不生效,作业提交后msg文件里看zero pivot,声学单元没有约束会出zero pivot,检查声压边界或无限元,还有声学单元和结构单元共节点时,如果结构单元有旋转自由度,声学单元没有,Abaqus会自动约束旋转,但最好用tie。
先跑一个简单的矩形声腔模态,验证空气声速,20度时343000,如果频率对不上就查单位,然后加结构板做耦合模态,对比单独板模态,再跑频响,扫频范围20到2000,步长10,最后看
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