Вопрос или проблема
Я ищу программу или набор инструментов, которые помогут в проектировании акустических коробок и позволят выполнять симуляции их акустического ответа. Что-то, что поддерживает вычислительную гидродинамику на аудиочастотах.
Существует множество очень старых программ, которые могут дать вам численные результаты, такие как WinISD или HornResp, но они очень устарели и имеют свои ошибки на современных операционных системах. Интересно, что одна из них содержит 2D-симуляцию жидкости, её разрешение очень низкое, но пример можно увидеть по адресу https://www.falstad.com/ripple/. Мне интересно, существует ли какая-либо более современная программа, которая предлагает такого рода симуляцию, но в 3D.
Я знаю о нескольких решения CAD (ANSYS, SimScale, COMSOL), однако большинство из них так дорого стоят, что у них даже нет цен, вам нужно “отправить запрос”, и инженерные решения, вероятно, будут избыточными. Я также знаю об OpenFoam, но не нашел никаких учебников, которые бы описывали акустическую симуляцию. Существуют также несколько акустических симуляторов в масштабе комнаты для симуляции акустики площадок, но я не уверен, смогут ли какие-либо из них уменьшиться до масштаба динамика и коробки. Что-то, что можно было бы арендовать помесячно, также было бы в пределах бюджета. Я также знаю об AKABAK, который, вероятно, то, что я ищу, но цена далека от цен диапазона для домашних энтузиастов.
В идеале возможности, которые мне нужны, это возможность разместить виртуальный динамик в 3D-коробке и получить частотные характеристики, уровень дуновений (вихревые затяжки) в портах и визуализацию того, как устройство проецирует звук. Всё, что больше этого, может быть плюсом (что-то, что может импортировать параметры динамика, было бы бонусом), но на данном этапе это, вероятно, будет неуместно для меня.
Я открыт для предложений о том, возможно ли настроить подобные вещи в OpenFoam или другом программном обеспечении (Matlab или подобном).
Спасибо за ваше время
.
Ответ или решение
Введение
Вопрос проектирования акустических систем, включая динамические колонки и их корпуса, становится всё более актуальным среди энтузиастов и профессионалов в области звукового дизайна. Современные технологии предлагают разнообразные инструменты для симуляции акустического ответа, однако доступные решения могут варьироваться по цене и функциональности. В данной статье мы рассмотрим возможность использования программного обеспечения для трехмерного моделирования дизайна колонок с применением вычислительной гидродинамики (CFD).
Проблематика
Исторически сложилось так, что программы вроде WinISD и HornResp использовались для анализа акустических систем, но они не всегда обеспечивают необходимую гибкость и актуальность в современных условиях. Программы старого поколения могут встречаться с проблемами на современных операционных системах и зачастую имеют ограниченные функциональные возможности.
Для качественного моделирования акустического отклика динамиков требуется более современное и мощное ПО. На данный момент существует несколько хороших и доступных решений, которые могут значительно облегчить процесс разработки.
Доступные варианты программного обеспечения
-
Fusion 360
- Описание: Fusion 360 – это облачное CAD/CAM решение от Autodesk, которое предлагает некоторые функции для симуляции механических нагрузок и потоков.
- Поддержка 3D: Позволяет проектировать акустические системы, создавая 3D модели. Относительно недорогое решение с месячной подпиской.
-
Tinkercad
- Описание: Простой в освоении инструмент для 3D-дизайна, не требующий глубоких знаний CAD.
- Поддержка 3D: Хотя Tinkercad не поддерживает сложные симуляции CFD, может быть использован для предварительного дизайна.
-
OpenFOAM
- Описание: Это мощная и бесплатная программа для CFD, которая имеет возможность быть адаптированной под различные задачи, включая акустику.
- Поддержка 3D: Несмотря на сложность в настройке, при наличии подходящих модулей и правильно написанных скриптов может использоваться для симуляции акустических характеристик.
- Ресурсы: Для изучения примеров и настройки симуляций acoustic в OpenFOAM можно обратиться к специализированным форумам и учебным материалам, хотя их может быть немного.
-
Akabak
- Описание: Это специализированный софт для акустического моделирования, позволяющий загружать параметры динамиков и анализировать результаты.
- Стоимость: Более дорогой по сравнению с другими перечисленными решениями, однако может обладать необходимыми функциями для более глубокого анализа.
-
SimScale
- Описание: Облачная платформа для CFD и FEA симуляций с доступом по подписке.
- Поддержка 3D: Поддерживает моделирование в 3D и может быть использована для различных инженерных задач, в том числе для акустики.
-
Matlab
- Описание: Мощное средство для математического моделирования, возможен импорт данных динамиков и построение собственных алгоритмов для анализа.
- Поддержка 3D: Может потребоваться программирование, чтобы реализовать специфичные задачи в области акустики.
Заключение
Выбор подходящего программного обеспечения для симуляции акустического отклика динамиков зависит от ваших требований, бюджета и уровня знаний. Хотя многие существующие решения обладают высокой ценой, стоит рассмотреть более доступные варианты, такие как Fusion 360 или OpenFOAM, которые могут предоставить необходимые инструменты для достижения желаемых результатов.
Эти решения позволят вам создать 3D модель динамика в корпусе и получить необходимые данные по частотным характеристикам и другим параметрам. В конечном итоге, актуальность применения CFD в акустическом моделировании будет возрастать, и появление новых инструментов и подходов откроет новые горизонты для разработчиков.