Modelování elektroakustických systémů v prostředí COMSOL

Abstract

Tato práce se zabývá využitím programu COMSOL Multiphysics pro simulace v oblasti elektroakustiky. V práci je obsaženo obecné představení tohoto programu včetně nastínění principu výpočtů metodou konečných prvků, nejvíce využívanou numerickou metodou COMSOL Multiphysics. Součástí je také názorný popis jednotlivých kroků potřebných k vytvoření simulace. Dále je prostor věnován akustickému modulu (Acoustics Module), především pak fyzikálnímu rozhraní Pressure Acoustics, které je v práci využito. Krátce je zmíněn i AC/DC Module a jeho fyzikální rozhraní Electric Circuit. Nakonec jsou v práci krok po kroku popsány autorem vytvořené simulace, které se zabývají vlivem tvarů membrán a zvukovodů na vyzařování reproduktoru a tvary ozvučnic, u kterých je zkoumán vliv difraktovaných vln na frekvenční charakteristiku. Výsledky jednotlivých simulací jsou vždy prezentovány na názorných grafech a následně zhodnoceny.The thesis aims to explore the simulation software COMSOL Multiphysics with relevance to the field of electroacoustics. The work covers general introduction to the software, including an outline of the principles of finite element method, which is the most widely used numerical method in COMSOL Multiphysics. It also includes a clear description of the individual steps required to create a simulation. Furthermore, the Acoustics Module is described, Pressure Acoustics physics interface in particular as it is used later on in the simulations. The AC/DC Module and its physical interface Electric Circuit is mentioned briefly as well. Finally, the simulations created by the author are explained in a step-by-step manner. These look at the impact of the membrane’s and waveguide’s geometries on the radiation of the speaker driver, and the shapes of the loudspeaker system’s enclosure with the edge diffraction phenomena in mind. The results of the individual simulations are presented using graphs and discussed afterwards.