CAEソフトFemtetの音波解析のチュートリアル動画です。円形振動板から空気中に発生する音波の解析の一連の操作手順を音声付で解説しています。
00:00 イントロダクション
00:40 新規プロジェクトの作成
01:05 モデル形状（コア、コイル）を作成
02:58 解析条件の設定
03:50 ボディ属性/材料定数の設定
05:00 境界条件の設定
06:18 メッシュサイズ設定と解析実行
07:23 解析結果：音圧コンタ―図
08:42 解析結果：音圧コンタ―アニメーションの表示
09:37 解析結果：音圧指向性グラフの表示
【書き起こし】(2) 音波解析チュートリアル動画（音声つき）
(00:00) この音波解析のチュートリアルでは 空気中に配置された円盤渓状の振動態位に よる音波解析を行います 原点を中心とする旧態形状の空気領域の 中央に円盤形状の 振動態を配置し 上方向の空気に対して音波を発生させてい ます XY面を対象面と見なした1/2の対象 モデルの解析を行います 解析結果として 周波数の変化に伴って振動体から発生する 温厚分布が変化し 温厚の指向性が変化する様子を確認する ことができます プロジェクトを新規に作成します アプリケーション メニューから新規プロジェクトをクリック します 解析空間の設定として モデル単位をメートルとし 解析空間が3次元解析となっていることを 確認しOKをクリックします これでプロジェクトが完成しました モデル形状を作成しますまず
(01:09) 半球形状を作成します モデルタブの基本図形グループから ソリッドボディの 9つをクリックします 中心点を指定します ダイアログにてX0 Y0 Z0を入力し 次へをクリックします 半径を設定します ダイアログにて半径5を入力し 完了をクリックしますさらに 作図モード終了をクリックし 終了します これで球体が作図できました 続いて 9を切断します 選択加工グループのボディの切断を クリックします 作成したキューを選択し ダイアログの次へをクリックします 切断面上の点としてX0 Y0 Z0を入力し 次へをクリックします 切断面の法線ベクトルとしてX0 Y0 Z1を入力し 放線方向のみ残すにチェックを入れて
(02:13) 完了をクリックします 作図モード終了をクリックし終了します これで 半球形状ができました 次に中央に円を描きます モデルタブの基本図形グループからシート ボディのサブメニューの円をクリックし ます 中心点を指定します ダイアログにてX0 Y0 Z0を入力し 次へをクリックします 円の半径を設定します ダイアログにて半径1を入力し 完了をクリックします 作図モード終了をクリックし 終了します これでモデル形状の作図が終わりました 解析条件を設定します モデルタブの解析グループの解析条件を クリックし 解析条件の設定ダイアログを開きます ソルバの選択タブで音波解析マッハに チェックを入れます 音波解析タブをクリックします
(03:18) 解析の種類が調和解析になっていることを 確認します 昭和解析タブをクリックします スイープタイプとして等間隔分割数最小 周波数として 52.7hz最大周波数として52.7× 5hz分割数としてに高速スイープの設定 として 逐次スイープを設定しOKをクリックし ますこれで解析条件の設定ができました 先ほど作成した半球のボディにボディ属性 と材料定数を設定します 半球をハイライトしてクリックし 選択します 右クリックメニューのボディ属性 材料定数を選択します ボディ属性 材料定数ダイアログにおいて ボディ属性名としてエアー 材料定数は材料データベースツリーの01 アンダーバー流体から00アンダーバー 空気を選択し
(04:20) 右のデータ編集をクリックします 音速タブの音速は340メートル毎秒と 設定されておりますがこれは摂氏15度の 空気中の音速であるため 例えば摂氏0度の場合は音速は 331.5m 毎秒へ 変更が必要となります ここではデフォルトの音速値のままOKを クリックして閉じます さらにボディ属性 材料定数の編集ダイアログもOKを クリックし終了します これでボディ属性 材料定数の設定は終わりです 開放弦と振動面の境界条件を設定します モデルタブの選択加工グループのボディ 選択のプルダウンを綿選択に変更します 半球ボディの局面をハイライトして クリックし 選択します 右クリックメニューから境界条件を選択し ます 境界条件ダイアログの境界条件例に
(05:25) オープンを入力し データ編集をクリックします 音波タブの境界条件の種類を開放協会とし OKをクリックします さらに境界条件ダイアログもOKを クリックして終了します 次に 振動面の円をハイライトしてクリックし 選択します 右クリックメニューから境界条件を選択し ます 境界条件ダイアログの境界条件名にVを 入力し データ編集をクリックします 音波タブの境界条件の種類として速度に チェックし1メートル毎秒に設定しOKを クリックしますさらに 境界条件ダイアログもOKをクリックして 終了します これで教会条件の設定ができました メッシュサイズを設定して解析を実行し ます モデルタブの解析グループの解析条件を クリックします
(06:28) 解析条件の設定ダイアログのメッシュタブ をクリックします 標準メッシュサイズを自動的に決定するの チェックを外し 標準メッシュサイズを0.3mとしOKを クリックします モデルタブの解析グループの解析実行を クリックすると すぐに解析が実行されます しばらくすると 解析が終了し 解析終了ダイアログが表示されます フィールドを表示 及び テーブルを表示にチェックを入れ 解析結果を表示をクリックします すると計算値テーブルが表示されます まず 計算値テーブルの結果を確認します3つの 周波数条件におけるパワーや放射
(07:32) インピーダンスを確認することができます 結果テーブルを閉じて音圧分布の コンターズを表示します 解析結果タブの表示内容グループの グラデーションコンターズをクリックし ます 次に断面図の表示をクリックします 断面ダイアログが表示されるので 操作モードを簡易モードを選択し YZ平面をクリックしてOKをクリックし ます 視点操作グループの視点変更において 右側面視点をクリックすると 視点が変更されます 周波数52.7hzの温厚コンターズの 断面図が表示されます 周囲空間の各方向に均等に温厚が分布して いることがわかります 次にモードの周波数を 158.1hzに変更します すると音圧分布が変化していることが わかります モードの周波数を 263.
(08:34) 5hzに変更するとさらに音圧 コンターズが変化し音波の直進性が強く なっていることがわかります 音波が伝わる様子をアニメーションで表示 します 解析結果タブの表示内容グループの アニメーション表示のプルダウンにおいて 速度を高速とし 間隔を5度から10度とし 再生ボタンをクリックしますすると音圧が 振動板から空気中に伝わる様子が アニメーション表示されます 停止ボタンを押してアニメーションを停止 し 周波数を変更して再度アニメーションを 再生すると音圧の伝わり方が大きく異なる ことがわかります 表示内容グループのアニメーション表示は 簡易的なアニメーション表示機能ですが 結果表示グループにはアニメーションを 動画ファイルとして出力できる アニメーションファイル作成ボタンがあり ますのでこちらもご活用ください 次に
(09:38) 原点から距離100mにおける音圧指向性 解析結果を表示します 結果表示グループの特性値チャートの表示 の右の三角ボタンをクリックし 指向性グラフを選択します すると音波指向性計算ダイアログが表示さ れます このダイアログにおいて 観測点の位置として R100メートル ファイは最小値最大値 ステップを全て0 θは最小値0度最大値360度 ステップ100としますまた 表示の種類は音圧レベル デシベル 対象面はXY面に設定し 周波数はスペースキーを押しながら3条件 すべてを選択して ポーラーグラフボタンをクリックします するとグラフツール デカルトが起動し3つの周波数における 温圧指向性グラフが表示されます 周波数が高くなるにつれ 指向性が出てくることがわかります グラフのR軸の設定は
(10:44) グラフをクリックすると表示される プロパティウィンドウで変更可能ですので 必要に応じて変更してください 最後にプロジェクトファイルを保存します アプリケーション メニューから名前をつけて保存をクリック します 保存したプロジェクトをフェムテッドで 開くことで 後日 モデルや解析結果を確認いただくことが できます音波 解析のチュートリアルは以上となります フェムテッドヘルプのチュートリアルには 本動画で紹介した項目以外の参考情報が 掲載されておりますので ぜひご参照ください
