Articles techniques et présentations

将扬声器的前期开发，包含音圈设计、3D绘制、磁路仿真、性能仿真全部在comsol里用一套参数开发完成。高度集成的设计方案耗时极短，可以得到扬声器开发所需的所有TS参数和性能仿真结构，并且可导出3D用于手板打样。 可记录开发过程中所有调试记录，比较后，可回溯最优方案的参数。 全程可视化建模，清晰展现设计意图。 En savoir plus

消声器结构简单、维护成本低，已经成为工业噪声治理的主要手段之一。由于现代工业噪声水平高、低频大波长、环境复杂等特性，对消声器消声性能提出更高需求的同时，对其结构、材料及设计理论提出更高要求。传统消声器中多孔材料内部粘弹-热属性受流相中空气本征态限制，无法在有限空间内实现高效低频消声，（声学）超构材料的出现为其提供新思路与方法。 鉴于此，本文主要开展（超构）消声器设计理论与优化方法研究。首先，依据测量结果，提取噪声信号的频谱特性，结合数据库及其挖掘技术，采用人工智能算法，设计超构材料并选取多孔材料；其次，根据阻抗匹配技术，迭代材料结构与尺寸参数，优化其消声特性；最后 ... En savoir plus

压电材料在受到机械应力时会产生电压，这种性质使压电材料在声波传感器领域具有广泛应用。湿度的测量和把控广泛地应用于粮食贮存、气象预报与加工以及国防建设等各个领域。当今社会对各种成本低、性能优异的湿度传感器的需求正在日益上升。石英晶体微天平（QCM）具有高灵敏度、无需物理接触、体积小、易于集成等特点，通过在石英晶体微天平表面覆盖一层能够响应水分子的材料，可以监测环境中的湿度。这种材料能够吸收和解吸水分，从而改变石英晶体的质量，进而影响其共振频率。通过检测这一频率的变化，我们可以准确获取周围的相对湿度。本研究利用有限元软件COMSOL的多物理场耦合功能 ... En savoir plus

研究聚焦声波传播规律与特殊声学效应探索，COMSOL 的声学模块及多物理场耦合能力成为机理验证与现象模拟的核心工具，其使用深度紧扣声波与介质的相互作用研究。研究内容上，核心方向包括声学超材料设计与能带调控，如构建二维正方点阵结构，通过仿真计算布里渊区高对称点，分析弹性波带隙特性以实现声波调控；微尺度声学研究中，常模拟声镊的声辐射力与声流效应，探索微粒操控机制；还涉及复杂场景声学分析，如耳道声学特性建模、扬声器辐射方向图仿真等。部分研究聚焦非线性声学，通过瞬态分析捕捉声波畸变过程。使用中，研究生主要依赖压力声学接口，结合完美匹配层设置抑制边界反射，确保远场传播仿真精度 ... En savoir plus

传统光学镜片在制造后规格固定，无法调节。尽管空间光调制器（SLM）能够实时调制光的相位或强度，但其分辨率、速度和功率限制使其在高功率或高帧率应用中表现不佳。可变形镜（DM）和微透镜阵列（MLA）因反馈回路复杂和响应速度较慢，难以满足超快脉冲激光器的要求。声光效应通过调节介质的折射率来实现光束调制，为克服这些局限性提供了有效的解决方案。在本研究中，我们使用了 COMSOL Multiphysics® 软件中的压力声学、固体力学、电路、几何光学和静电场模块进行仿真。首先，我们开发了一个二维声学透镜模型，以模拟液体在压电陶瓷片振动影响下形成的声压场 ... En savoir plus

声谷赝自旋作为声学系统动量空间中频率极值对应的量子态，为声波调控提供了全新自由度；高阶拓扑绝缘体（HOTIs）拓展了传统体 - 边对应原理，是经典波调控的关键概念。然而，谷声子晶体（VSCs）中的 HOTIs 仅存在于单带隙中，限制了角态的多频选择性，不利于多频声通信器件设计。为此，本研究设计具有 C3 对称性的 “Y 型” 声子晶体，构建出双带 VSC，且其低、高频带隙内的拓扑相变完全一致，最终通过理论与实验实现了双带谷声子晶体中的高阶拓扑态，丰富了 HOTIs 在声学多频调控系统的应用，为多带声学器件设计提供了新路径。​ 在本研究全流程中 ... En savoir plus

在“双碳”目标驱动下，中国新能源汽车产业跃居世界制造强国行列。相较于燃油车，新能源汽车更加关注舱内声场分布的均匀性以及驾乘人员的舒适性。但因车载扬声器数量多、耦合复杂、调控难度大，音质提升遭遇瓶颈。受法规与车身结构限制，行业取消A柱高音单元，改用中置方案。然而高音单元指向性强、辐射角小，导致主副驾区域覆盖不足，声场分布不均，显著削弱听感与整车音质。研发新型声场调控材料或结构对我国新能源汽车发展具有重大战略意义。超构散射体技术通过分形边界设计与相位调控优化声波散射，解决中置高音覆盖难题。该结构使高音频段指向性更优，大大提高了驾驶室舱内声场的均匀性，有效地改善了主（副 ... En savoir plus

电声领域的仿真，包括电磁感应、力学应力应变、声学性能、降噪电路等方面的仿真。 COMSOL既可以从单独物理场对需要研究的专业领域进行仿真分析，又可以将多个物理场耦合到一起对多个物理场条件下的领域进行仿真，极大的提高了电声产品的开发效率。 En savoir plus

被动降噪（PNC）是耳机设计中需要重点考量的部分。尤其在需要长时间佩戴耳机的场景中，它与主动降噪技术（ANC）协同作用，为用户提供舒适的声学环境和佩戴体验。 影响PNC性能的多重因素包括：耳罩腔体尺寸、耳垫泡棉材料型号与厚度、皮革及织物选型等。本文主要针对耳套泡棉材料，利用COMSOL软件基于Johnson-Champoux-Allard（JCA）多孔弹性模型对Jabra品牌某款头戴式耳机进行PNC仿真，力求在设计初期深化理解并精准选择设计方案与泡棉材料。文中分别采用普通硬声场边界模型、Johnson-Champoux-Allard（JCA ... En savoir plus

本研究利用COMSOL软件进行超高频换能器的声场仿真和数据提取。首先，利用COMSOL固体力学模块和AC/DC中的静电模块对压电材料铌酸锂进行多物理场压电效应的建模。然后，利用压力声学频率模块和声结构边界多物理场进行压电材料振动产生声场的分布研究。其中对压电材料的二维轴对称的几何建模中利用了圆形分层拟合的球压聚焦，并通过调整坐标系改变压电材料的极化方向贴合于实际情况。此仿真预期得到球压后的超声换能器的聚焦特性，其中包括焦点位置（绝对声压最高点），横向分辨率（绝对声压横向分布的-6dB 半高度带宽值）和纵向分辨率（绝对声压纵向分布的-3dB宽度值） ... En savoir plus