comsolMultiphysics®5.4释放亮点

声学模块更新

对于声学模块的用户，comsol多物理学^®版本5.4包括港口压力声学的边界条件，非线性声学Westelvelt模型以及大气和衰减模型。在下面阅读有关这些和更多声学模块更新的信息。

压力声学中的端口

新的港口边界条件用于激发和吸收进入或离开波导结构（如管道和通道）的声波。该条件可在压力声学，频域界面。为了在波导入口/出口提供完整的声学描述，您可以在同一边界上结合几个端口条件。通过在研究频率范围内包含所有相关的传播模式，端口条件为波导提供了几乎完美的，不反射的辐射条件。本质上，这代表了解决方案的多模膨胀。在许多情况下，使用新的港口与平面波辐射条件或完美匹配的层（PML）配置相比，条件可提供较高的使用和准确性。这港口条件允许自动S参数（散射参数）计算，并具有内置的后处理变量，以轻松计算传输损耗（TL）或插入损失（IL）。这港口条件也可以用作源，以激发特定模式的系统。

您可以看到以下模型中使用的此功能：

屏幕快照在Comsol Multiphysics版本5.4 GUI中显示端口功能设置。

港口功能设置窗口，带有矩形端口类型，并为平面波模式（0,0）启用了波动激发。结果表明，计算出的散射系数和管道系统的传输损失以及在710 Hz处压力的等音表图。
港口功能设置窗口，带有矩形端口类型，并为平面波模式（0,0）启用了波动激发。结果表明，计算出的散射系数和管道系统的传输损失以及在710 Hz处压力的等音表图。

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非线性声学WESTERVELT模型

在高声压水平下，线性声波方程不再描述压力波的传播。需要求解完整的非线性二阶方程。当累积非线性效应主导局部非线性效应时，可以简化该方程，例如，当传播距离大于波长时。这是新的非线性声学（Westervelt）可用的功能压力声学，时域界面。该功能可用于在时间域中对高振幅声学进行建模，就像某些传感器，声音角和超声用途一样。新功能还包括减震稳定和专门的求解器处理。

您可以看到以下模型中使用的此功能：

非线性传播和冲击形成非线性声学（Westervelt）特征。冲击形成后的传播使用专门的稳定捕获。
非线性传播和冲击形成非线性声学（Westervelt）特征。冲击形成后的传播使用专门的稳定捕获。

气氛和海洋衰减材料模型

频域中包括两个新的衰减材料模型，一种用于大气空气，一种用于海水压力声学接口和射线声学界面。两种模型都是半分析的，并通过广泛的测量数据进行了校准。它们包括由于粘度，热传导和各种分子的松弛过程而引起的效果。这气氛衰减模型定义了遵循ANSI标准S1.26-2014的衰减。该模型取决于大气压（绝对压力），温度和相对湿度。这海洋衰减模型取决于温度，盐度，深度和pH值，对于此模型，没有建立的标准。空气和水的衰减效果对于在大距离和高频过程中的传播都很重要。这两种模型在射线追踪模拟中尤其重要，在射线追踪模拟中，可以在非常大的距离内模拟传播。您可以在2D轴对称几何形状中的水下射线跟踪教程模型。

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外场计算

新的外场计算功能表示先前可用的更新远场计算特征。这远场计算功能不仅可以计算辐射场（不仅在远场（大于瑞利半径）），而且还可以在计算域之外的任何点计算。实际上，典型的用途不是用于远场计算。新功能以相同的方式使用，但是功能名称和用户界面已使用新的默认值进行更新，以更好地反映其使用。此外，在设置模型时可以看到对称平面，并且已经更新了生成的默认图以使用新功能和默认值。

您可以看到以下模型中使用的此更新功能：

新的用户界面外场计算特征。在里面图形窗口，突出显示用于评估的对称平面。
新的用户界面外场计算特征。在里面图形窗口，突出显示用于评估的对称平面。

压力声学，时域界面的外部场计算

这外场计算现在可以在所有瞬态中使用功能压力声学接口与频率FFT的时间学习步骤。该功能仅生成变量和默认图，这些变量和默认图可以在使用时间依赖性的仿真数据中使用的结果中使用。频率FFT的时间学习步骤。您可以在命名的教程中看到此功能声角：使用Westervelt模型的非线性声音传播。

附加边界元素功能

已经实施了一种改进的混合BEM-FEM模型求解器策略，在大多数模型中，这在大多数模型中都具有显着的加速，在具有很大一部分FEM自由度的模型中，最重要的是。功能压力声学，边界元素接口已通过以前仅在相应的有限元接口中可用的功能扩展。

多物理耦合到热门声音和孔隙弹性波接口
这内部速度和内部位移边界条件
所有阻抗模型阻抗条件（例如RCL电路，，，，生理， ETC。）

混合BEM-FEM模型的新求解器策略显示了在VibroagoSoustic扬声器仿真的速度：带有BEM FEM模型的多物理学。在特定的硬件配置上，解决方案时间从1H 37分钟减少到51分钟。混合BEM-FEM模型的新求解器策略显示了在VibroagoSoustic扬声器仿真的速度：带有BEM FEM模型的多物理学。在特定的硬件配置上，解决方案时间从1H 37分钟减少到51分钟。

线性化的Navier-Stokes和Thermovous Acoustics的绝热配方选项

这线性化的Navier-Stokes和热门声音物理接口现在可以选择使用绝热配方对于管理方程式。对于大多数液体，例如水，与粘性效应相比，这种配方是一个良好的近似值。在物理上有效时，使用新选项的另一个好处是它降低了模型的计算成本。这是因为自由度（DOF）不再解决，而是与压力（绝热）直接相关。

以下模型使用此功能：

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线性化Navier-Stokes的梯度项抑制（GTS）稳定

线性化的Navier-Stokes物理接口现在可以选择使用梯度项抑制稳定。当求解线性化的Navier-Stokes方程时，可以发展线性物理不稳定性波，称为Kelvin-Helmholtz Inmbistions。这些不稳定性可以随着时间的推移或使用迭代求解器求解系统时增长。负责不稳定性的术语通常是管理方程式中的反应性术语。在某些问题中，通过取消涉及平均流量量梯度的术语，可以限制这些不稳定性的增长，而保留声学解决方案。这就是所谓的梯度项抑制稳定。可以排除的条款分为反应性术语和对流术语。

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新的和更新的默认图

默认图有多个更新。现在，配色方案在物理界面之间是一致的。例如，海浪彩色表具有对称范围，以表示声压力和热quid颜色表代表热雾听觉的声学温度变化。进行本征经分析时，新的评估组默认情况下添加有关特征频率，阻尼比和质量因子的信息。外部字段的默认图已更新以使用新功能和默认值。

您可以在以下模型中看到此新功能：

调制的高斯脉冲选项用于背景和事件字段

瞬态压力声学接口有一个新的选择来定义调制高斯脉冲作为背景声场或入射声场。例如，在对时间域中的散射问题进行建模时，该选项很有用。在这种情况下，可以调节调制的高斯脉冲以载体频率为中心的带限频率含量。

海底的高斯脉搏传播和散射的动画，可视化为等音表面。

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空气和水材材料用特定于声学的数量更新

这空气和水，液体材料中的材料内置材料已更新部分以包括可用于简化声学问题建模的物质数据。对于这两种材料，都添加了大块粘度的值以及热膨胀系数。对于水，还添加了特定热量之比的温度依赖性表达。为了利用新的和更新的材料数据，打开现有模型时，请删除材料并再次从添加材料窗户。

此功能在以下模型中使用：

使用的模型热门声音或者线性化的Navier-Stokes物理界面利用了添加散装粘度到空气材料。
使用的模型热门声音或者线性化的Navier-Stokes物理界面利用了添加散装粘度到空气材料。

射线声学更新

这射线声学界面具有改进的方法，用于计算吸收和衰减介质的强度，使得在未发现的射线追踪模型以及几何形状外的空隙域中包括域衰减。强度计算的总体准确性也得到了提高。一个名为的新部分外部和未发现域的材料特性已带有一个输入字段，用于衰减系数，以及声音速度和密度输入的速度。上墙条件，瑞利粗糙度模型的行为已得到改善，以保持一致性。这射线声学接口还具有强度计算的新选项，计算功率，使用的DOF少于选项计算强度和力量，同时仍然能够计算边界上的声压水平并绘制冲动响应。但是，要绘制沿射线的强度或声音压力水平，您仍然必须选择计算强度或者计算强度和力量。

该新功能在以下模型中使用：

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