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Optimisation du diagramme de rayonnement d'un haut-parleur de studio
Une caractéristique importante de la qualité des haut-parleurs de studio (moniteur en champ proche) est le diagramme de rayonnement spatial. CADFEM simule l'optimum.

Simulation acoustique avec interaction fluide-structure (FSI)

Branche : Biens de consommationDiscipline: Mécanique des structures, Acoustique

Quelle est l'influence des parois de l'enceinte sur le diagramme de rayonnement du haut-parleur ? CADFEM a analysé l'acoustique d'un haut-parleur de studio avec Ansys Mechanical avec une interaction fluide-structure.

Résumé

Tâche

Une caractéristique importante de la qualité des haut-parleurs de studio (moniteur en champ proche) est le diagramme de rayonnement spatial. Elle doit avoir une être aussi uniforme que possible. L'interaction entre les ondes de pression sonore et le coffret du haut-parleur est déterminante.

Solution

Ansys Mechanical a été utilisé pour analyser le diagramme de rayonnement du haut-parleur du studio. À cette fin, une interaction fluide-structure a été définie entre la pièce et l'air ambiant, dont les influences mutuelles sont reproduites de manière réaliste.

Avantages clients

Les simulations ont permis de mieux comprendre l'interaction entre le caisson et l'air ambiant. Ainsi, il a été possible d'optimiser efficacement le diagramme de rayonnement du haut-parleur de studio sans avoir à fabriquer de prototypes.

Détails du projet

Tâche

Une caractéristique importante de la qualité des haut-parleurs de studio (moniteur en champ proche) est le diagramme de rayonnement spatial. Cela est perçu comme particulièrement bon si les haut-parleurs en ont un aussi régulier que possible et ce sur toute la gamme de fréquences à couvrir. Pour y parvenir, il faut tenir compte non seulement de la propagation acoustique dans l'air, mais aussi de l'interaction entre les ondes de pression acoustique et le haut-parleur. L'objectif de la simulation était de déterminer l'influence des parois de l'enceinte (souple) sur le comportement des haut-parleurs en matière de rayonnement.


Solution

Ansys Mechanical a été utilisé pour analyser le diagramme de rayonnement du haut-parleur du studio. Une interaction fluide-structure a été définie entre la pièce et l'air ambiant par laquelle l'influence mutuelle peut être reproduite de manière réaliste. Pour réduire la taille du modèle, seule la zone pertinente de l'air ambiant a été prise en compte dans la simulation. Néanmoins, en raison des conditions limites infinies utilisées, le son pourrait se propager sans entrave. Sur la base du principe des sources sonores équivalentes, les évaluations nécessaires pourraient également être effectuées en dehors du modèle simulé. La subdivision en plusieurs plages de fréquences et le paramétrage du maillage et de l'air ambiant ont permis de réduire les temps de calcul. Une réduction supplémentaire pourrait être obtenue grâce à la bonne parallélisation des applications HPC (High Performance Computing).


Avantages clients

Les simulations ont permis de mieux comprendre l'interaction entre le caisson et l'air ambiant. Sur cette base, il a été possible d'optimiser efficacement le diagramme de rayonnement du haut-parleur de studio sans avoir à fabriquer de prototypes. En outre, beaucoup plus d’information ont été recueillies par rapport aux mesures précédentes effectuées avec des prototypes, car une analyse de la propagation du son "à l'échelle de la pièce" a été possible et pas seulement en des points individuels, comme c'était le cas avec les microphones. Il en résulte qu'un produit de qualité élevée peut être obtenu en peu de temps et à des coûts acceptables.


Directeur technique Stuttgart

Produits du projet