Akustik
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: acoustics Kategorie: Level 2 Physik
Aus Sicht der Simulation ist Akustik die Analyse der Schallausbreitung.
Grundlage hierfür ist eine Struktur, die in einem Medium eingebettet ist. Wenn die Struktur sich bewegt, wird diese Bewegung auf das umgebende Medium übertragen und dort Druckwellen erzeugt. Diese Druckwellen werden im technischen Alltag als Schall empfunden.
Die Simulation der Akustik umfasst üblicherweise die Struktur, von der die Bewegung ausgeht. Dazu wird eine dynamische Simulation der Struktur ausgeführt.
Das umgebende Medium (meistens die Umgebungsluft oder Wasser) wird als schwingungsfähiges und kompressibles Medium abgebildet.
Akustik ist die Lehre über das Entstehen, das Ausbreiten, die Absorption und die Reflektion von Schalldruckwellen in einem fluiden Medium. Beispiele, wo Akustik im weitesten Sinne eingesetzt wird, sind
- Entwurf von Konzertsälen, wo eine gleichmäßige Verteilung des Schalldruckes erwünscht ist,
- Geräuschminimierung in mechanischen Werkstätten,
- Unterdrückung von Lärm in oder an Kraftfahrzeugen,
- die Konstruktion von Lautsprechern, Lautsprechergehäusen, akustischen Filtern, Auspuffanlagen.
Eine akustische Analyse beinhaltet gewöhnlich die Modellierung von einem Fluid und Teilen der umgebenden oder darin eingebetteten Struktur. Typische wichtige Größen sind dabei die Druckverteilung im Fluid bei verschiedenen Frequenzen, Druckgradienten, Partikelgeschwindigkeit und das Dezibel-Niveau. Die Analyse kann gekoppelt erfolgen, wobei die Interaktion zwischen Fluid und Struktur berücksichtigt wird, oder ungekoppelt, wobei nur das Fluid modelliert wird und jegliche Interaktion zwischen Struktur und Fluid unberücksichtigt bleibt.
Meistens setzt die Simulation voraus, dass das Fluid kompressibel ist, jedoch sind nur relativ kleine Änderungen bezüglich der Dichte in Bezug auf den mittleren Druck erlaubt. Außerdem wird für das Fluid angenommen, dass es nicht fließt und reibungsfrei ist (d.h. es liegen keine dissipativen Effekte durch Viskosität vor). Gleichförmige mittlere Dichte und Druck werden vorausgesetzt, wobei die Lösung für den Druck die Abweichung vom mittleren Druck darstellt und nicht den absoluten Druck.
Publikationen
Ein Beitrag zu den Simulationsmöglichkeiten der Akustik finden Sie hier "Akustik-Simulation in Workbench".
