平板声学特性分析。
一、 问题简述。
板的总体尺寸为1.1*0.8*0.006m，在板的上部中心位置施加力，频率范围为400~450hz，在空气中和水中分别对平板进行流固耦合分析。
平板在空气中流固耦合分析。
1.前处理。
1）建立平板模型。
有限元模型建立及边界条件加载主要在预处理模块(prep7)中完成。均匀平板的单元类型选用solid45单元，流体介质单元选择fluid30体单元和fluid130面单元， 。
prep7et,1,solid45
et,2,fluid30fluid30流固耦合单元。
et,3,130fluid130平面流体单元。
r,3,1.0,0,03号单元半径为0.3
et,4,fluid30,,1,0fluid30流体介质单元。
通过gui界面，mainmenu>preprocessor>real constants>add/edit/delete，定义流体实常数分别为set2，参考声压为2e-5；set3，半径为0.3；set4，参考声压为2e-5。
图1.设定实常数。
材料参数，材料1为钢。
mp,ex,1,2.1e11
mp,dens,1,7800
mp,nuxy,1,0.3
材料2为空气介质。
mp,dens,2,1.21
mp,sonc,2,344
图2.设定材料参数。
建立模型。wprot,0,-90,0
sphere,,1.0,0,180
wprot,0,90,0
block,0,0.4, -0.0015, 0.0015, -0.55, 0建立平板的一半。
block,-0.4,0, -0.0015, 0.0015, -0.55, 0
vglue,2,3
vovlap,1,2
vovlap,3,4 !重叠之后1为球，2为右半边平板，4为左半边平板。
图3.半球有限元模型。
2）划分网格。
用gui界面对编号为1的球体划分网格。
通过mainmenu>preprocessor>meshing>mesh attributes>picked volumes，匹配球体的单元类型、实常数以及材料参数。
使用meshtool，采用tet（四边形）free划分网格。
图4.整个板划分网格。
用gui界面对编号为1的球体划分网格。
通过mainmenu>preprocessor>meshing>mesh attributes>picked volumes，匹配球体的单元类型、实常数以及材料参数。
图5.设定半球介质为fluid30
使用meshtool，采用tet（四边形）free划分网格。
图7.全部网格图。
3）流固耦合流体单元和外部声场边界单元设置。
网格划分完毕后，需要在结构与流体之间设置流固耦合单元和流固耦合界面。流固耦合单元是将结构与流体联系在一起的单元，是流体到结构的过渡，在流体与结构间传递载荷。流固耦合单元和流固耦合界面必须设置在与结构接触的流体单元上。
外部声场边界条件的设置是选取流体介质球体的外表面，将面单元类型改为fluid130单元，利用fluid130单元对结构反射声波的吸收近似模拟无限流体域的情况。由于进行流体模型网格划分时指定流体单元为流固耦合单元，因此要将与结构不相接触的流体单元的类型改为流体介质单元。
1 !修改不与平板接触单元的材料类型为空气介质（不与结构耦合）
esel,s,type,,1
nsle,s
esln,s,0
nsle,s
esel,inve
nsle,s
emodif,all,type,4
alls2 !在边界生成吸收单元（使用单元fluid130）
使用gui界面操作，通过utility menu>select>entities：先选半球外表面（面1和2），然后选面上的点（attached to）
图7.选点选面操作。
定义节点上的单元为fluid130：通过mainmenu>preprocessor>modeling>create
elements>elem attributes，设定边界点单元类型为fluid130。
图10.设定节点上的单元为fluid130
通过mainmenu>preprocessor>modeling>create>elements>surf/contact>inf acoustic，创建无限大声吸收单元。
图11.在外表面创建无限声吸收单元。
3 !建立流固耦合面。
通过utility menu>select>entities，先选平板结构，然后选体上的平面，选择面上的节点，选择在节点上的单元，最后定义sf,all,fsi,1。
图12.选面。
图13.选面上的点。
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