Comsol 平面波作用下圆柱壳声隐身仿真

Comsol 平面波作用下圆柱壳声隐身仿真

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/m0_49636166/article/details/140913029

圆柱壳结构在声辐射条件下会产生强烈的反射和散射。当噪声频率与圆柱壳内声腔的模态频率一致时，会产生共振，导致该频率条件下的反射和散射声压增加。采用声斗篷结构设计声隐身材料，可以使声波在不发生变化的情况下通过圆柱壳结构，不会发生散射和反射现象。

在此模拟中，首先计算了圆柱壳结构的声辐射。在平面波作用下，通过声-结构耦合计算圆柱壳共振的共振频率和振型分布。选择难以处理的共振频率点噪声进行声隐身设计，以达到隐身效果。这种超材料斗篷由200层交替流体制成。该隐身衣具有密度各向异性和标量体积模量，最终实现了圆柱壳结构的完美声隐身。在谐振频率f=170.73Hz和f=293.38Hz处，声音可以无屏障地通过，并且圆柱形外壳结构完美地隐藏在斗篷内，免受声辐射的影响。

模型构建

壳体厚度为10mm，半径为1m，材料为聚氯乙烯(PVC)，其密度为1300kg /m^3，杨氏模量为2.9GPa，泊松比为0.3。

网格划分

边界条件与求解器

边界设置:平面波辐射声压值为1Pa，声固耦合边界，完美匹配层。

f=103.26Hz
f=170.73Hz
f=233.9Hz

f=208.08Hz
f=293.38Hz
f=295.26Hz
f=170.73Hz

f=293.38Hz

平面波作用下，圆柱壳与腔体发生强烈共振，形成不同的共振模式。强散射发生在共振频率。声学斗篷可以很好地掩盖圆柱壳结构的噪声辐射。

在共振频率处，由于共振效应，会有更强的反射和散射，声压值会增加，因此需要更多的隐身层来完美地隐藏结构。