ComWAVE：サンプル＆事例紹介(ユーザーページ)

木の音響異方性シミュレーション

下図のように、木の断面をモデル化し、片側に振動子を設置します。
等方材として解析した場合と、音響異方性を考慮して解析した場合の伝搬の様子を比較しました。

２次元モデル全要素数：約25万要素
メッシュサイズ：0.025mm
入力波形：周波数 3MHz

振動子の強制変位波形

木材における縦波音速2600～3500m/s程度を参考に決定します。

縦波音速 (m/s)	横波音速 (m/s)	密度 (kg/m3)
3,500	2,000	800

ｘｙ平面における伝搬の角度と音速の関係は、等方材なので一定です。

木材における縦波音速2600～3500m/s程度を参考に、異方性を再現するように剛性マトリクスを決定します。

剛性マトリクス（10⁹･N/m²）

D11	D22	D33	D44	D55	D66	D12	D13	D23
9.80	9.80	5.635	3.1605	3.1605	2.02125	2.407125	3.5525	3.5525

密度 (kg/m3)	回転角θ (度)
800	90

今回は回転角θは90度、X方向を向いています。ｘｙ平面における伝搬の角度と音速の関係を、下記のグラフに示します。

比較すると、音響異方性を入力したことによる伝搬の様子の違いが確認できます。