comsol 5.2中的新八度乐队模拟图

Comsol Multiphysics版本5.2引入了许多新功能和功能，包括一种称为八度带图的声学特异性图类型。此图类型为您提供了一种简单而灵活的方式，可以表示任何频率响应，传输功能，灵敏度曲线，传输损失或插入损失 - 所有这些都是许多声学应用中的必需图。让我们进一步了解有关八度带图的更多信息，同时突出显示其各种选项和设置。

八度的重要性

在讨论八度音阶时，我们指的是上部频率是较低频率的两倍的频段。应用此概念会导致对数频率轴上宽度相等的频带。

通过将信号能量固定在八度或分数八度的情况下，代表声学响应对于声学和音频工程师来说非常常见。可视化技术与标准的规格密切相关，因此测量设备的工作方式（例如，声音计）。从生理上讲，这种表示是由于人耳本身（通过听觉过滤器）和对数频率轴上的声音而动机。以同样的方式，人的耳朵也具有对数灵敏度，因此将分贝量表用于水平。

正如我们将接下来所描述的那样，新的八度带图具有的功能多于简单地绘制八度音频中的声学响应。

八度带图，一个简单而通用的声学特定图

新的八度带图（在Comsol Multiphysics中的声学模块中可用）包含特定于声学模拟的内置功能，可以有助于表示和分析频域数据。图的输出将在DB量表上自动给出，并具有多种格式选项。关于馈送到图的数据，您可以在一条线，表面或音量上轻松地将其拾取。

对于图形，您可以选择将结果格式化，以便它们在八度频段，1/3八弦波或作为连续曲线中呈现。您还可以选择Z-，A-，C-或用户定义的加权轻松地将加权添加到响应曲线中。对于图的输入，您可以对其进行修改以表示幅度（例如，压力的绝对值）；功率（例如，在表面上积分的强度）；或一般传输函数。

所有这些选项都有助于大大简化后处理。此外，新的绘图类型使将结果与测量数据进行比较变得更加容易，该数据通常以八度或1/3八弦频段给出。

下面的屏幕截图显示了八度频段图的用户界面（UI）。在下一节中，我们将详细说明其不同的选项和设置。

新的八度乐队情节的UI。

不同选项和设置的概述

几何实体级别

这几何实体级别选择使您可以选择如何通过下拉菜单从模型中拾取输入数据。如果可能在特定位置测量灵敏度，则可以直接从模型中的一个点获取数据。通过选择边缘，，，，边界， 或者领域，输入将自动平均。例如，在计算消音器系统中的传输损失时，这种方法很有用。在这里，平均压力很容易在出口边界上捡起。因此，不再需要设置集成运营商（在以前版本的Comsol多物理学中的习惯实践）。

这几何实体级别选择也可以用于评估全球数量。例如，您可以使用该点来评估计算域外部的压力远场计算特征。

表达式类型

与表达式类型选择，您可以决定如何解释八度频段图中的输入数据。有三个可用选项：振幅，，，，力量， 和转换功能。

默认选项是振幅。选择此操作时，输入表达场被视为复杂的振幅，p，这通常是声学应用中的压力。然后将输入的值用于评估级别

RMS压力计算为p_ \ textrm {rms}^2 = 0.5 | p |^2。参考压力，p_ \ textrm {ref}，输入振幅参考字段，被认为是RMS数量。在大多数声学接口中，默认值为phys.pref_spl，在物理接口级别的声压级别设置中定义。默认值通常为20\ mu pa。例如，在定义传输函数时，可以将参考幅度设置为RMS幅度，1/\ sqrt {2} \：\ textrm {pa}具有峰值幅度的入射平面波1 \：\ textrm {pa}，以及在表达场可能是表面上测量的平均压力。

下一个选项是力量。在这里，输入的图中输入表达假定场是一种力量，p。例如，该值可能是根据表面上声强度的积分计算得出的。该级别计算为

参考功率的位置，p_ \ textrm {ref}，输入电源参考场地。默认值为Phys.pref_swl，这是参考声音功率级别10^{ - 12} \：\ textrm {w}。

转换功能是最终选择。任何用户定义的传输功能，H和一个参考级别，l_ \ textrm {ref}，可以在这种情况下输入。他们被用来定义水平

输入数据用于将结果绘制为八度或1/3个contave频段时，根据您选择的样式将功率集成到频段内。

风格

在下面风格选择，有一个下拉菜单，可以为您提供不同选择数据的选择。可以将频域数据绘制在八度频段（默认值），1/3-octave频段或作为连续曲线中。

下图突出显示了三种不同的情节样式。红色条表示八度频带数据，而蓝色条则表示1/3 octave频段数据。（可以通过着色和风格部分。）与此同时，绿色描绘了连续曲线。该图是我们的修改版本扬声器驱动程序教程模型。

描绘不同情节样式的图形。

加权

最后，使用加权选择，您可以识别应应用于数据的加权。选择包括：

• Z加权（平坦）：应用零加权（默认选项）。
• A加权：IEC 61672-1标准A加权应用于数据。它用于说明人耳的响度。
• C加权：IEC 61672-1标准C加权应用于数据。此选项还可以说明人耳的响度，通常是响亮的噪音。
• 表达：用户定义的值或表达式用于加权。在里面表达字段，将增益定义为频率函数的表达式，弗雷克，输入。然后，DB中提供的增益为20·log10（表达式）。

下图中的两条曲线表示应用于扁平0 dB响应的A-和C重量。用户定义的线性加权被给予10^{ - 3} \ cdot f并在1/3八弦带中表示（以红色显示）。

一个显示不同加权选项的情节。

使用八度带图：吸收性消声器示例

这吸收消音器教程模型（位于应用程序库中的汽车文件夹中）使用八度带图来描述消音器系统的传输损失。在此版本的模型中转换功能选择选项表达式类型。与图的输入是总入射力与总发射功率的比率。这些元素是通过使用Integration-coppling Operator来对入口和出口进行积分的积分来计算的。

有另一种方法可以绘制相同的传输损失而无需设置表达式和集成运算符。为此，您设置了几何实体级别至边界并选择出口边界编号28.表达字段，输入P0（入射平面波的振幅）和振幅参考字段，输入SQRT（0.5）*acpr.p_t。请记住，假定引用是RMS值，因此是正面的平方根因子（请参见下面的屏幕截图）。选择1/3八弦乐器乐队情节样式并单击阴谋按钮给出了下面显示的结果，没有衬里的消音器。

吸收消音器的八度带图的绘图设置。

吸收消音器的传输损失图。

用这些资源探索八度乐队图

除了上面引用的示例外，您还可以在使用八度频段图的应用程序库中找到许多其他教程。我们在此处列出了其中一些教程，所有这些教程均可从我们的应用程序画廊下载。

• 扬声器驱动程序
• Brüel＆Kjær4134冷凝器麦克风
• 扬声器驱动器在通风的围栏中

参考

1. IEC 61672-1电声学 - 声级计 - 第1部分：规格。