多层多孔材料:具有热损耗和黏滞损耗的多孔弹性波(Biot-Allard 模型)

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在压力波和弹性波在充满空气的多孔材料中传播的应用中,热损耗和黏滞损耗很重要。房间的隔音材料、汽车车厢的衬里材料或耳机和扬声器中使用的泡沫通常就是这种情况。另一个示例是汽车工业消声器中的多孔材料。

在许多情况下,这些材料可以通过在“压力声学”接口中实现的“多孔介质声学”材料模型(等效流体模型,仅求解压力)来建模。不过,“多孔介质声学”模型并不能捕获所有效应,有时还需要在多孔基体中包含弹性波,从而求解完整的多孔弹性波问题。

“多孔弹性波”接口涵盖这种功能,从中可以选择 Biot-Allard 模型。该模型包含上述黏滞损耗和热损耗。

在 COMSOL® 软件 5.2a 版(及更早版本)中:

“声学模块”的“多孔弹性波”接口基于地球科学中使用的经典 Biot 理论。该模型假设饱和流体是液体(水)。模型中仅包含黏滞损耗。材料输入也不同于通常提供隔音材料的输入。

该模型展示如何通过相对简单的方式调整“多孔弹性波”接口来包含 Biot-Allard 理论所描述的热效应和黏性效应。

案例中展示的此类问题通常可通过以下产品建模:


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