扬声器驱动器电磁力产生振动并辐射声音的换能器。市场上上各种类型类型类型的驱动驱动程序程序根据根据不同不同不同不同的的原理原理原理原理工作工作工作工作工作。。。。。。在在在这这篇篇博文中中中中中®软件中多耦合，用特征特征特征对扬声器驱动器。。
扬声器驱动器的类型
下面列出种驱动器类型类型，它们它们不同的物理原理设计：
- 传统的，利用利用载流音圈音圈洛伦兹力音圈和和附属的的振膜振膜。。它们它们被动圈动圈动圈换能器换能器换能器换能器换能器换能器
- 主要用于和的电枢电枢接收器，其其是磁体之间之间存在的的的麦克斯韦应力引起引起引起的的。它们属于属于动铁动铁扬声器扬声器扬声器扬声器扬声器类别扬声器类别
- 例如，例如，例如晶体晶体晶体晶体作高音扬声器。
- 驱动器驱动器驱动器悬挂在个个的又大薄薄的的导电隔膜板隔膜板上上的的静电力静电力由于由于由于具有具有具有质量质量清晰度清晰度其他类型更。
尽管这些背后驱动力都电磁力电磁力，但的的的种类型类型都有其其其独特的的物理性质性质。。。动态动态动态换能器换能器换能器和和和平衡平衡平衡平衡平衡电枢电枢接收器接收器接收器在中中®软件中它们进行建模将将固体力学接口与磁场接口耦合一方面，压电压电和在电场中工作工作，因此工作工作固体力学接口与静电接口耦合。
comsol多物理学内置的耦合特征特征特征特征特征特征特征特征这种类型扬声器进行建模建模建模，我们接下来接下来接下来接下来接下来
洛伦兹耦合
当导体中通电，一，指定，指定洛伦兹力会被导体并使其一方面，导体方面，导体磁场的的的运动会运动会反电动势，反过来会。就是动圈传统电动扬声器的工作。。
动圈换能器于产生磁场的和放置在磁场的的。。当当向向线圈线圈线圈线圈线圈线圈施加施加施加电压电压电压电压时时，由于由于发出声音。
动圈换能器洛伦兹力来触发振动。
comsol软件的洛伦兹耦合特征通过洛伦兹力动势来捕获这双向效应。它是磁场接口和固体力学接口之间物理场耦合，用用于从从从从磁场接口传递到固体力学接口，并并感应从从固体力学接口传递到磁场接口。感应电场下面的：：
其中，，\ sigma是，，\ textbf e是施加电场，，\ textbf v是动圈速度，，\ textbf b是磁通，，\ textbf v \ times \ textbf b b是感应。总电流密度\ textbf j，包括来自和电场贡献，用贡献，用计算洛伦兹力洛伦兹力\ textbf f。
在对进行时时，通常通常中添加添加，如，如扬声器-频域-频域分析和扬声器-瞬态-瞬态分析教程案例所。
在-驱动器-频域分析示例中，使用，使用洛伦兹耦合特征对动圈换能器进行。。
磁力作用力
平衡电枢由，线圈和但是但是但是，它它。。在完全完全不同不同的的机理机理机理机理下下下运行运行运行的的。在这这类类类
单平衡包含一电枢（），它臂电枢电枢电枢电枢一个个个音圈音圈麦克斯韦应力，即即的电磁力该导致电枢振动从一磁铁磁铁移动到到另另一一一个磁铁磁铁由于电枢连接到到
平衡电枢，利用利用之间麦克斯韦应力触发振动。。
这个物理现象用comsol软件软件中的的磁力耦合特征捕。该特征是磁场接口和固体力学之间的物理场耦合耦合，用用物理场施加施加磁化可固体固体上上的的麦克斯韦应力，以及麦克斯韦应力麦克斯韦应力麦克斯韦应力麦克斯韦应力上上上上固体固体固体固体固体固体固体上上固体上上上上以及以及以及以及以及以及以及结构变形变形变形变形变形对对材料材料磁化磁化的的影响影响。应力以及与相互产生应力。建模体体载荷，后者载荷载荷载荷载荷载荷当作当作
对于变形，固体中应力和磁化的表达式使用称为称为磁焓的热力：：
{\ textup e \ textup m} = w_s（\ textup c）+\ frac {1} {2} {2}（\ mu_0 \ mu_r j）^{ - 1} { - 1} \ textup c：
其中，，\ mu_0和\ mu_r分别是和磁导率。磁通量矢量的的，必须材料框架框架框架上取值
\ textup c = \ textup f^{\ textup t} \ textup f f textup f，j = \ textup {det}（\ textup f）
和\ textup f = \ nabla \ textbf u + \ textup i，其中，，\ textbf u是位，，\ textup i是单位张量机械能函数w_s（\ textup c）取决于使用的模型。
总第二-基尔霍夫-基尔霍夫应力由下式下式出出
磁通密度矢量下式计算
磁应力张量由计算
=（\ textbf b \ otimes \ textbf h） - \ frac
{1} {2}（\ textbf b \ cdot \ textbf h）\ textup i
也就是的Minkowski磁应力张量，它它当作载荷到固体。。
对应的体力可以写为
有时也被称为Korteweg-Helmholtz磁力，其中\ textbf j是，，\ chi = \ mu_r-1，它是材料中应变应变。这体力洛伦兹力和和来自来自磁极化磁极化的的的力贡献贡献。。感应电流电流包括包括在内在内在内洛伦兹力的唯一。
由周围引起的边界应力\ sigma _ {\ textup e \ textup m}^\ textup {（out）}被施加表面，可以可以下式计算
\ mu_0（\ textbf h \ cdot \ textbf h）\ textbf n+\ mu_0（\ textbf n \ cdot \ cdot \ textbf h）\ textbf n
其中，，\ textbf h和p是固体外侧的和环境压力。
comsol多物理学并未在特征中但是但是但是但是但是，如果定义。已知知或由由一个物理场物理场固体力学接口添加外的表面力。
如下图，在，在平衡电枢传感器教程，可以，可以看到磁机械力耦合特征的使用。
磁机械力耦合特征用平衡传感器的振动电声仿真。
压电效应
压电驱动器的原理是压电效应，这这存在某些称为称为的材料中的物理物理现象。。。直接压电压电效应包括当当压电晶体晶体变形变形时时沿沿固定固定方向在晶体电位另一一，逆压方面方面方面直接直接效应相反相反。。它它描述描述描述了了了施加电场时时晶体晶体中中产生产生产生产生的
一种四个三角形膜片压电压电mems扬声器，利用利用振动。厚度上较的比例以可视化。。
正向和逆向效应由comsol软件软件静电接口和固体力学接口之间多物理场耦合特征压电效应捕获个都包含一个的材料，在，在固体力学接口中命名为压电材料，在静电接口中命名为电荷，压电，压电，用用电域的本关系两个中的两个压电模型模型通过通过压电效应多-物理场-电荷-电荷-电荷-电荷-电荷形式来表达应力，应变，电场电场和移场之间之间的关系关系
压力：：
\ textup e
应变：：
\ textup e
其中，，\ Epsilon是，，\ sigma是，，\ textbf e是，，\ textbf d是电位移场材料参数C_E和S_E对应材料弹性柔顺性，，e和d是，，\ epsilon_0和\ epsilon_r是自由和相对介电。。
压电MEMS扬声器教程示例演示如何使用压电效应耦合特征压电驱动器进行。。
压电mems扬声器教程中了压电效应耦合特征。
当需要压电驱动器的声辐射瞬态分析分析分析分析分析分析分析分析分析分析使用间断伽辽金（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（情况，，压电波，时域时域多物理场用驱动器进行，它建模，它了了了弹性，时域，时域接口和静电接口以及压电，时域，时域物理场耦合辽金公式使用显式显式时间方法解决问题问题问题问题问题，因此因此问题问题问题问题问题问题问题的提供提供提供提供提供了了了了了一一种种种种替代方法方法方法方法方法方法使用间断伽方法模拟压电效应博客中，我们对此了，并，并在使用压电能器的超声计计案例教程进行了演示。
机电力
静电中工作工作两个称为格栅或定子的导电片当信号异相施加时时时，在在的振膜振膜振膜和两两两侧侧的的的格栅格栅格栅之间之间之间会会产生产生静静电力电力电力电力。。。。个格栅格栅推动推动隔膜从而移动并产生声音。
静电扬声器位于个金属板之间隔膜组成，利用组成，利用带电体电体电体
这种的传感器可以使用机电力耦合特征，这，这是静电接口和固体力学接口的种多物理场。计算带之间的介电力，以及电力电力电力电力电力
磁机械力耦合相似，该该是在中而是磁场的的。此外此外边界载荷在表面上。。
对于变形，介电应力材料极化可以使用下面称为称为电动焓的热力：：
式，，\ epsilon_0和\ epsilon_r是自由和介电常数电场的组成部分\ textbf e，必须在上取值，右柯西-格林-格林变形为为
\ textup c = \ textup f^{\ textup t} \ textup f f textup f，，，，j = \ textup {det}（\ textup f）
\ textup f = \ nabla \ textbf u + \ textup i，其中，，\ textbf u是位，，\ textup i是恒等张量机械能函数w_s（\ textup c）取决于使用的模型。
总第二-基尔霍夫-基尔霍夫应力由下式下式出出
电位移由下式计算
介电应力张量下式计算
也就是的Minkowski电应力张量，被被实体。
对应的体力可以写为
（\ textbf e \ otimes \ textbf e）：\ nabla \ chi
有时，也也称为Korteweg-Helmholtz电力，其中\ rho_e是，，\ chi = \ epsilon_r-1是电磁化率，它可以材料机械的。。
在表面施加电场引起的，可以应力应力应力计算计算计算
{\ textup e \ textup m}
^\ textup {（out）}
\ textbf n = -p \ textbf n- \ frac {1} {2}
\ epsilon_0（\ textbf e \ cdot \ textbf e）\ textbf n+\ epsilon_0（\ textbf n \ cdot \ cdot \ textbf e）\ textbf n
其中，，\ textbf e和p是固体外侧的和环境压力。
comsol多物理学并未在特征中但是但是但是但是但是，如果定义。已知知或由由一个物理场物理场固体力学接口添加外的表面力。
静电扬声器驱动器教程演示了如何使用机电力耦合特征模拟静电感应。。
静电扬声器驱动器教程中耦合特征模拟静电驱动的。。。
添加声学接口声辐射
评估扬声器的通常需要分析对周围的声音辐射辐射在在在在在在在中声学接口并以下特征其耦合到固体：
- 声-结构边界：：这个这个将压力声学模型耦合任何结构组件。。包括包括基于基于基于的的接口接口接口和和基于基于基于基于基于基于基于基于基于基于基于的的的的的的声学接口接口接口。。平衡电枢都使用基于基于的的接口的。我们在在在敞开式扬声器教程模型看到基于基于基于的的接口结构振动耦合。。
- 声-结构，时域，时域：：这个专用使用辽金法和显式求解的瞬态声-结构-结构相互作用问题它与与与压电效应，显式耦合兼容，用于对压声器的声辐射瞬态。。有关演示，请参阅，请使用压电能器超声波流量计教程。。
- 热黏性声-结构边界：这这功能将将热黏性声学接口与组件。当黏性损失热传导边界层存在变得变得重要，需要时时时时时时时时时时时时需要压电MEMS扬声器和静电扬声器驱动器教程中得到了。。
三个特征的每一都有一个：对，声学-结构边界耦合；，，声-结构，时域，时域耦合；对，热黏性热黏性-结构边界耦合。用将声学耦合到创建一致的装配几何体中的固体力学接口。- 在声-结构边界非一致性网格。由于固体流体不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同波速波速网格在在在在在解析解析波波波时时可以可以利用这这这一一点点声-结构，时域，时域显式耦合选项辽金法的模型特别，因为有用有用由于特定材料域域中中不必要必要的的小小网格网格单元单元导致导致导致的的的的小小间断伽辽金法这篇文章中所。。
为大添加移动网格特征
在结构很并且显着影响电磁场无论是的还是是的）移动网格特征来结构而的拓扑对分布影响。。这在静电扬声器驱动程序程序教程教程示例中进行进行
移动网格用来由于拓扑效应效应效应，该效应效应效应效应由由具有大大变形的扬声器扬声器振膜振膜产生。扬声器驱动器驱动器驱动器驱动器移动网格特征和自动重新划分网格来捕获变化和音圈。。
下一步
4种了了了种种软件软件的耦合特性特性，用于特性特性特性，用于市场市场市场上上上最最最最常见常见常见的的的扬声器扬声器驱动器驱动器进行进行进行进行建模建模进入进入进入进入进入进入进入
如果你访问这些特征需要哪些，请模块模块模块模块。。
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