گره Poroacoustics یک دامنه سیال را با یک ماده متخلخل که به روشی همگن شده با استفاده از مدل به اصطلاح سیال معادل مدل‌سازی شده است، تعریف می‌کند. چندین مدل برای تعریف تضعیف و پراکندگی تجربه شده توسط امواج فشار هنگام انتشار در حوزه متخلخل وجود دارد. مدل های مختلف در زیر توضیح داده شده است.
 | درباره مدل های Poroacoustics |
مدل POROACOUSTICS
یک مدل Poroacoustics را انتخاب کنید : Delany-Bazley-Miki (پیش فرض)، Zwikker-Kosten ، Attenborough ، Wilson ، Johnson-Champoux-Allard ، Johnson-Champoux-Allard-Lafarge ، Johnson-Champoux-Allard-Pride-Lafarge ، سه-پارامتر مدل تقریبی JCAL , Williams EDFM , یا Wood .
خواص سیالات
خواص سیال اشباع را که در داخل ماده متخلخل است وارد کنید. این تنظیمات در اکثر مدل های متخلخل رایج است. به طور پیش فرض مواد Fluid از مواد Domain استفاده می کند .
ویژگی های زیر بر اساس مدل Poroacoustics انتخاب شده در بالا موجود است. مقادیر پیش فرض از مواد گرفته شده است . برای User تعریف شده مقدار یا عبارت دیگری را وارد کنید.
• | سرعت صدای c (واحد SI: m/s) سیال اشباع. |
• | چگالی ρf (واحد SI: kg/m 3 ) سیال اشباع کننده (چگالی سیال) . |
اگر گزینه دیگری غیر از پیش‌فرض Delany-Bazley-Miki انتخاب شده باشد، بسته به انتخاب، ویژگی‌های زیر نیز مورد نیاز است. این پارامترهای مواد ضروری هستند زیرا مدل‌های پیشرفته‌تر شامل تلفات مرتبط با ویسکوزیته و هدایت حرارتی به روشی کم و بیش دقیق هستند:
• | ظرفیت گرمایی در فشار ثابت C p (واحد SI: J/(kg·K)). |
• | نسبت گرمای ویژه γ (بدون بعد). |
• | هدایت حرارتی k (واحد SI: W/(m·K)). |
• | ویسکوزیته دینامیکی μ (واحد SI: Pa·s). |
• | مدول حجمی سیال K f (واحد SI: Pa). |
 | مدل‌های آکوستیک متخلخل اجرا شده همگی برای هر سیالی قابل اجرا هستند، به جز مدل دلانی-بازلی-میکی که به طور تجربی تعیین شده است، که فقط برای هوا کاربرد دارد. برای جزئیات بیشتر به گزینه های گاز ایده آل و سیالات عمومی مراجعه کنید . |
خواص ماتریس متخلخل
در این قسمت ویژگی هایی را که مواد متخلخل را توصیف می کنند وارد کنید. به طور پیش فرض مواد الاستیک متخلخل از مواد Domain (ماده ای که برای دامنه تعریف شده است) استفاده می کند . در صورت نیاز ماده دیگری را انتخاب کنید. به عنوان مثال، ماده خود را ایجاد کنید که حاوی خواص یک ماده متخلخل باشد و در اینجا به آن مراجعه کنید. در اینجا شما همچنین انتخاب می کنید که آیا می خواهید از تقریب قاب سفت و سخت یا تقریب قاب ضعیف برای مواد متخلخل (در صورت لزوم) استفاده کنید. مدل متخلخل آکوستیک عبارات وابسته به فرکانس با ارزش پیچیده را برای مدول حجمی و چگالی معادل تعریف می‌کند.
بر اساس مدل Poroacoustics انتخاب شده، تنظیمات زیر را برای ماتریس متخلخل وارد کنید.
|
|
دلانی-بازلی-میکی
مدل Delany-Bazley-Miki یک مدل تجربی است که برای توصیف مواد الیافی مانند پشم سنگ یا الیاف شیشه استفاده می شود. این مدل را می توان برای موادی با تخلخل ε p نزدیک به یک استفاده کرد. برای Delany-Bazley-Miki ، مقاومت جریان Rf (واحد SI: Pa·s/m2 ) از مقادیر ماده استفاده می کند . برای تعریف کاربر ، یک مقدار یا عبارت وارد کنید.
یک گزینه از لیست Constants انتخاب کنید : Delany-Bazley (پیش فرض)، Miki ، Qunli ، Mechel، الیاف شیشه، low X ، Mechel، fiber شیشه، high X ، Mechel، فیبر سنگ، low X ، Mechel، فیبر سنگ، بالا X , Komatsu , Allard و Champoux اصلاح شده یا تعریف شده توسط کاربر . برای تعریف شده توسط کاربر مقادیر را در فیلدهای C1 تا C8 وارد کنید . مدل‌ها تجربی و بر اساس برازش داده‌های اندازه‌گیری شده هستند. این بدان معناست که مدل‌ها دارای مناطق مختلف کاربردی با توجه به مقاومت جریان R هستندf ، فرکانس f ، نوع ماده و پارامتر X که به صورت تعریف شده است
همه مدل ها برای مواد با تخلخل ε p نزدیک به 1 قابل استفاده هستند. اطلاعات مدل در جدول 2-2 فهرست شده است . Ref . 23 و بخش مربوطه در درباره مدل های Poroacoustics برای جزئیات بیشتر.
نام مدل | قابلیت کاربرد |
دلانی-بازلی | پشم شیشه و سنگ با:  |
میکی | پشم شیشه و سنگ با:  |
کونلی | پلاستیک متخلخل و فوم های باز:  |
Mechel، الیاف شیشه، کم X | الیاف شیشه:  |
Mechel، الیاف شیشه، X بالا | الیاف شیشه:  |
Mechel، فیبر سنگ، کم X | الیاف سنگ:  |
Mechel، فیبر سنگ، X بالا | الیاف سنگ:  |
کوماتسو | پشم شیشه و سنگ:  |
آلارد و شامپو اصلاح شده |  |
 | اندازه گیری مقاومت جریان Rf آسان است و مستقل از فرکانس است. |
 | صدا خفه کن جذبی : مسیر کتابخانه برنامه Acoustics_Module/Automotive/absorptive_miffler |
هزینه های Zwikker
مدل Zwikker-Kosten یک مدل نیمه تجربی دو پارامتری است. این یکی از اولین مدل های سیال معادل برای مواد متخلخل است. مدل فرض می کند که منافذ استوانه مانند با شعاع هیدرولیکی موثر Hr هستند . رجوع کنید به رفر. 15 و درباره مدل های Poroacoustics برای جزئیات بیشتر.
برای Zwikker-Kosten ، یک تقریب ماتریس متخلخل را انتخاب کنید : صلب (پیش‌فرض) یا Limp . سپس بر اساس انتخاب شما، مقدار پیش فرض برای هر یک از پارامترهای زیر از Material گرفته می شود . برای User defined مقدار یا عبارت دیگری را وارد کنید.
• | تخلخل ε p (بدون بعد). |
• | شعاع هیدرولیک منافذ Hr ( واحد SI: m). |
• | چگالی تخلیه شده مواد متخلخل ρd (واحد SI: kg/ m3 ) . |
آتنبورو
مدل Attenborough نیز بر اساس فرض منافذ استوانه‌ای شکل است. این یک مدل به اصطلاح نیمه تجربی چهار پارامتری است. این مدل توسعه ای از مدل Zwikker-Kosten است و دارای دو پارامتر ورودی اضافی است. پیچ خوردگی (محدودیت فرکانس بالا) τ∞ را به حساب می آورد که به جهت منافذ نسبت به جهت انتشار مربوط می شود. قطر هیدرولیکی منافذ با عبارتی جایگزین می‌شود که شامل مقاومت جریان Rf و پارامتر برازش b است (این پارامتر به ناهمسانگردی توزیع منافذ مربوط می‌شود). رجوع کنید به رفر. 9 ، ر. 16 ، و درباره مدل های Poroacoustics برای جزئیات بیشتر.
برای Attenborough ، یک تقریب ماتریس متخلخل را انتخاب کنید : صلب (پیش‌فرض) یا Limp . سپس بر اساس انتخاب شما، مقدار پیش فرض اکثر پارامترهای زیر از ماده گرفته می شود . برای User defined مقدار یا عبارت دیگری را وارد کنید.
• | تخلخل ε p (بدون بعد). |
• | مقاومت جریان Rf (واحد SI: Pa·s/ m2 ) . |
• | ضریب پیچ خوردگی ( محدودیت فرکانس بالا) τ∞ (بدون ابعاد). پیش فرض 1 است. |
• | برازش پارامتر b (بدون ابعاد). پیش فرض 1 است. |
• | چگالی تخلیه شده مواد متخلخل ρd (واحد SI: kg/ m3 ) . |
ویلسون
مدل ویلسون تعمیم مدل‌های نیمه تحلیلی برای مواد متخلخل با سطح مقطع ثابت و منافذ موازی است. این مدل برای مطابقت با رفتار فرکانس متوسط یک ماده متخلخل در نظر گرفته شده است. رجوع کنید به رفر. 17 ، ر. 9 ، ر. 18 ، و درباره مدل های Poroacoustics برای جزئیات بیشتر.
برای Wilson ، یک تقریب ماتریس متخلخل را انتخاب کنید : صلب (پیش‌فرض) یا Limp . سپس بر اساس انتخاب شما، مقدار پیش فرض پارامترهای زیر از Material گرفته می شود . برای User defined مقدار یا عبارت دیگری را وارد کنید.
• | تخلخل ε p (بدون بعد). |
• | مدول حجمی حد فرکانس بی نهایت K ∞ (واحد SI: Pa). |
• | حد فرکانس بی نهایت چگالی ρ ∞ (واحد SI: kg/m3 ) . |
• | زمان آرامش حالت آنتروپی τ ent (واحد SI: s). |
• | زمان آرامش حالت گردابی τ vor (واحد SI: s). |
 | عبارات تقریبی برای دو زمان آرامش که بر اساس خواص ذاتی مواد هستند در بخش تئوری مدل ویلسون آورده شده است . |
جانسون-شامپو-آلارد
Johnson-Champoux-Allard (یا مدل JCA) یک مدل نیمه تجربی پنج پارامتری برای توصیف طیف وسیعی از مواد متخلخل با قاب های سفت و سخت (یا لنگی) است. به عنوان ورودی، مدل به طول مشخصه چسبناک Lv و L حرارتی نیاز دارد ( گاهی اوقات Λ و Λ ‘ نشان داده می شود ). اینها جایگزین شعاع هیدرولیکی مورد استفاده در مدل‌های ساده‌تر می‌شوند و تلفات حرارتی و چسبناکی را که در لایه مرزی آکوستیک در دیواره‌های منفذی ظاهر می‌شوند، محاسبه می‌کنند. برای جزئیات بیشتر درباره مدل های Poroacoustics را ببینید .
برای Johnson-Champoux-Allard ، یک تقریب ماتریس متخلخل را انتخاب کنید : صلب (پیش‌فرض) یا Limp . سپس بر اساس انتخاب شما، مقدار پیش فرض اکثر پارامترهای زیر از ماده گرفته می شود . برای User defined مقدار یا عبارت دیگری را وارد کنید.
• | تخلخل ε p (بدون بعد). |
• | مقاومت جریان Rf (واحد SI: Pa·s/ m2 ) . |
• | از لیست Specify : |
– | طول مشخصه ویسکوز (پیش‌فرض) را انتخاب کنید تا مستقیماً یک عبارت برای L v (واحد SI: m) وارد کنید. عبارت پیش فرض sqrt(acpr.mu*acpr.tau*8/(acpr.Rf*acpr.epsilon_p)) است که با s = 1 مطابقت دارد. |
– | پارامتر طول مشخصه ویسکوز را انتخاب کنید تا مقداری برای s (بدون بعد) وارد کنید (پیش فرض 1 است). |
• | طول مشخصه حرارتی L th (واحد SI: m). عبارت پیش فرض 2*acpr.Lv است . |
• | ضریب پیچ خوردگی ( محدودیت فرکانس بالا) τ∞ (بدون ابعاد). پیش فرض 1 است. |
• | چگالی تخلیه شده مواد متخلخل ρd (واحد SI: kg/ m3 ) . |
 | مدل Johnson-Champoux-Allard (JCA) با یک قاب (اسکلت) صلب (بی حرکت) گاهی اوقات به عنوان یک مدل سیال معادل Biot با یک ماتریس متخلخل صلب نامیده می شود. |
جانسون – شامپو – آلارد – لافارژ
Johnson-Champoux-Allard-Lafarge (یا مدل JCAL) توسعه ای برای مدل JCA است. این اصلاحاتی را در رفتار حرارتی مدول حجیم در فرکانس‌های پایین ایجاد می‌کند که توسط مدل JCA ثبت نشده است. پارامتر نفوذپذیری حرارتی استاتیکی را معرفی می کند 
و بنابراین یک پارامتر بیشتر از مدل JCA دارد. این یک مدل نیمه تجربی شش پارامتری است. رجوع کنید به رفر. 13 ، ر. 9 ، و درباره مدل های Poroacoustics برای جزئیات بیشتر.
و بنابراین یک پارامتر بیشتر از مدل JCA دارد. این یک مدل نیمه تجربی شش پارامتری است. رجوع کنید به رفر. 13 ، ر. 9 ، و درباره مدل های Poroacoustics برای جزئیات بیشتر.برای Johnson-Champoux-Allard-Lafarge ، تنظیمات مانند Johnson-Champoux-Allard با افزودن تنظیم نفوذپذیری حرارتی ساکن (واحد SI: m2 ) است.
(واحد SI: m2 ) است.جانسون – شامپو – آلارد – پراید – لافارژ
Johnson-Champoux-Allard-Pride-Lafarge (یا مدل JCAPL) مدل های JCAL را با معرفی ت 0 ویسکوز استاتیک و پیچ خوردگی τ ‘ 0 حرارتی گسترش می دهد .
برای Johnson-Champoux-Allard-Pride-Lafarge ، تنظیمات مانند Johnson-Champoux-Allard به اضافه این پارامترهای اضافی است:
• | پیچ خوردگی چسبناک استاتیک τ 0 (بدون ابعاد). پیش فرض 1 است. |
• | پیچ خوردگی حرارتی استاتیک τ ‘ 0 (بدون ابعاد). پیش فرض 1 است. |
• | نفوذپذیری حرارتی ساکن  (واحد SI: m2 ) . |
مدل JCAL تقریب سه پارامتری
مدل JCAL تقریبی سه پارامتری تقریبی به مدل JCAL را نشان می دهد. به جای نیاز به 6 پارامتر به عنوان ورودی برای ماتریس متخلخل، تنها به سه پارامتر نیاز دارد. تخلخل و همچنین دو پارامتر مربوط به توپولوژی منافذ (اندازه و توزیع آنها) مورد نیاز است. دو روش تقریب مختلف برای مدول چگالی و حجمی وجود دارد. تقریب تراکم و مدول حجیم را به یکی از Johnson-Champoux-Allard-Pride-Lafarge (پیش فرض) یا Padé تقریب انتخاب کنید . سپس در صورت لزوم مقادیر (پیش‌فرض از مواد است ) را وارد کنید:
• | تخلخل ε p (بدون بعد). |
• | اندازه منافذ میانه  (واحد SI: m). |
• | انحراف استاندارد در توزیع اندازه منافذ σ s (بدون بعد). |
جزئیات در مورد مدل را می توان در Ref. 57 ، 58 ، 59 ، 60 و 61 .
مدل سیال چگالی موثر ویلیامز (EDFM)
ویلیامز EDFM یک مدل سیال چگالی موثر (EDFM) است که برای مدل‌سازی انتشار امواج صوتی در رسوبات استفاده می‌شود. مدل فرض می کند که مدول های حجیم و برشی قاب مواد متخلخل ناچیز است، به این معنی که قاب متخلخل شل است. رجوع کنید به رفر. 24 و درباره مدل های Poroacoustics برای جزئیات بیشتر.
ویژگی‌های ماتریس متخلخل (ویژگی‌های رسوب) برای ویلیامز EDFM مقادیر پیش‌فرض گرفته‌شده از مواد را دارند . برای تعریف کاربر ، مقدار یا عبارت دیگری را وارد کنید:
• | چگالی دانه ρ gr (واحد SI: kg/m3 ) . |
• | مدول حجیم دانه K gr (واحد SI: Pa). |
• | تخلخل ε p (بدون بعد). |
• | ضریب پیچ خوردگی ( محدودیت فرکانس بالا) τ∞ (بدون ابعاد). پیش فرض 1 است. |
• | نفوذپذیری κ p (واحد SI: m2 ) . |
• | شعاع هیدرولیک منافذ Hr ( واحد SI: m). |
چوب
مدل Wood برای یک مخلوط سیال یا یک سوسپانسیون سیال (اجاق های جامد که کاملاً توسط مایع احاطه شده اند) استفاده می شود. فرمول وودز برای سرعت صوت با استفاده از مدول توده ای موثر تعلیق و چگالی متوسط حجمی تعیین می شود. به عنوان EDFM ویلیامز، این مدل مقادیر موثری را برای مخلوط ارائه می دهد. این مدل دقیق برای فرکانس های پایین است، زمانی که طول موج بسیار بزرگتر از اندازه آخال ها باشد. رجوع کنید به رفر. 25 و درباره مدل های Poroacoustics برای جزئیات بیشتر.
ویژگی‌های ماتریس متخلخل (ویژگی‌های گنجاندن) برای مدل Wood در جدول ویژگی‌های گنجاندن وارد می‌شوند . برای هر گنجاندن (هر تعداد گنجاندن را می توان اضافه کرد، تعداد به طور خودکار افزایش می یابد) کسر حجم ، مدول حجمی و چگالی را وارد کنید . با کلیک بر روی علامت مثبت در زیر جدول، یک ردیف جدید (شامل) اضافه کنید. جدول ممکن است از یک فایل ذخیره یا بارگذاری شود.
