Simulation von Hörnern mit Finiten Elementen

    Hi Sram!
    Das ist es ja! Das war jetzt nur ein Test im Vakuum. Ohne Strahlungswiederstand. Nur um zu sehen, ob die Formeln für den mechanischen Teil stimmen. Die Akustik kommt als nächstes.

    Die Druckverteilung im Raum, das Abstrahlverhalten, der Strahlungswiederstand, die Last auf die Membran, deren Verformung etc, kurz gesagt der komplette Übergang von mechanisch nach akustisch, einschließlich Rückwirkung aus das jeweils andere System soll ja das Ziel des ganzen Projektes sein!
    Das wird sich alles ergeben, wenn ich heute Abend die "Luft" mit ins Spiel bringe :)

    Lieber erst mal viel aufdrehen, wenns dann zuviel war, kann man immer noch weniger nachdrehen!!!

    Zitat von "Winterheart"

    Die Druckverteilung im Raum...

    ob du das mit FEM hinkriegst :roll: ? ich glaube fuer sowas gibt es CFD und das funktioniert nach anderen regeln. das kann ich dir aus eigener aktueller erfahrung sagen... :?

    Zitat von "Winterheart"

    Das war jetzt nur ein Test im Vakuum. Ohne Strahlungswiederstand.

    ... vielleicht kann man die Erkenntnisse ja für einen neuen Antrieb im Weltraum nutzen (... eine Seite der Membran verspiegeln, die andere möglichst dunkel machen ... also eine Art "modulierter" Strahlungsdruckantrieb ...). :wink:

    Aber warten wir es ab, wenn Luft (und andere Komplikationen) "ins Spiel" kommt ...

    Hallo!
    Nach einer Nacht mit "Krieg mit Technik" habe ich jetzt ein Modell mit Luft.
    Ich hatte vor da jetzt Frequenz für Frequenz zu simulieren und die Ergebnisse in Excel auszuwerten. Aber da fängt der Spaß jetzt an.
    Denn die Rechenzeit macht mir einen Strich durch die Rechnung :( Um verwertbare Ergebnisse zu erhalten muß ich jede Frequenz ca 0,5 Sec simulieren. Damit die Luft zeit hat sich aufzuschwingen und die Druckwellen konstant bleiben. Ein Rechendurchgang dauert ca 20 min :(
    jetzt habe ich entdeckt, daß mein Programm auch Furieranalysen durchführen kann.
    Jetzt will ich versuchen den Frequenzgang zu errechnen wie es ein Meßprogramm macht. Also Impuls drauf geben und die Impulsantwurt mit Furieranalyse auswerten.
    Jetzt meine Fragen:
    Wie sieht so ein Impuls über die Zeit aus? Ist das eine Rechteckspannung von kurzer Zeitdauer? Wenn ja, wie lange dauert der Impuls, wenn ich den Baßbereich auswerten will?
    Wie viele Meßpunkte brauch ich und welchen Zeitlichen Abstand haben diese? Die Anzahl der Meßpunkte * Zeitinterval sind quasi meine Fensterlänge.

    Habe gestern mal eine Impulsantwort ausgewertet, aber die ist unbrauchbar, da ich nur 100 Meßpunkte hatte mit einem Abstand von 0,00125 sec. Der Impuls war auch nur 0,00125 sec lang.
    Die Frequenzkurve verlief bis 150 Hz auf 0 und stieg dann erst an.

    Bilder und ausführlichen Breicht gibts, wenn das klappt

    Gruß Matthias

    Lieber erst mal viel aufdrehen, wenns dann zuviel war, kann man immer noch weniger nachdrehen!!!

    Hallo,
    ein paar postings zuvor war wohl Sprung statt Impuls gemeint, oder? Ich wäre übrigens auch an den Excel-sheets interessiert...
    Vielleicht kann man ja irgendwann damit Dipolsubs je nach eingesetztem Chassis optimieren?
    Gruß und Danke, Timo

    Mit einer Impulsantwort könnte man schon mal was anfangen. Ein Impuls ist per Definition unendlich kurz. Da wir aber ohnehin 'samplen' (FFT bzw. obere Grenzfrequenz vorgegeben), wäre dieser in deinem Falle wohl genau ein Sample lang.
    Dass das ganze Rechenaufwändig wird, war doch hoffentlich von Anfang an klar. Nicht umsonst werden für derartige Anwendungen normalerweise ganze Rechnerfarmen (wenn nicht sogar Großrechner) eingesetzt...

    Greets,
    N-Dee

    There are only 10 types of people in the world: Those who understand binary, and those who don't

    Hallo,

    Zitat

    Ein Impuls ist per Definition unendlich kurz

    gilt für den Dirac-Impuls, keineswegs für jeden anderen.

    Zitat

    Nicht umsonst werden für derartige Anwendungen normalerweise ganze Rechnerfarmen (wenn nicht sogar Großrechner) eingesetzt...

    Bei uns im Institut nicht (u.a. Thermofluiddynamik, Magnetofluiddynamik), könnten wir gar nicht bezahlen. Allerdings rechnen dann z.B. einzelne UltraSparcs auch schon mal 1, 2 Tage.
    Gruß, Timo

    Äh, stimmt natürlich. Ich meinte den Dirac-Impuls, der ja für diese Anwendung herangezogen werden sollte (oder nicht?).

    1-2 Tage... genau das mein ich doch :D . Kommt natürlich auch ganz drauf an, wie umfangreich mans berechnen lassen will usw.

    Greets,
    N-Dee

    There are only 10 types of people in the world: Those who understand binary, and those who don't

    Hello,

    When measuring a real system one usually uses the FFT algorithm to get the frequency response. But your model is not a real system. It will not be faster to do it this way because the computer would have to simulate the whole system en then use the FFT algorithm. But by simulating the system the computer has already solved the equations of motion.

    Try to simulate by octave. Use much frequency points in the low frequencies and less in the higher frequencies. Currently I am doing a dynamic analysis on a container crane with the use of Ansys software. A harmonic calculation on 25 frequencies takes about 5 minutes on a good pc. This is with about 400 elements. You could try do reduce the number of elements.

    Also there are some techniques to reduce computation time but in your case this will be difficult.

    Best regards,

    Walt


    Perhaps for extensive trial and error computation,LINUX based parallel computing could prove useful?

    Hallo,

    Ich Bin auch fur FEM/ BEM method interessiert fur horn modelling.
    Ich habe einige Basshorner schon gebaut und habe von denen sehr praezise messungen. So mit den Dateien kann ich bei dem test solch eine software helfen...
    Im algemeinem wurde ich gerne eine software benutzen, wobei ich neben dem T/S parameter eingabe eine 3D box mitt alle abmessungen eingeben kann,welches dann modelliert wird... So konnte Mann ganz neue konzepte ausprobieren...
    Ic bin zum Beispiel fur spezielle Basshorns interessiert,wobei mehrere horner an eine Driver angekoppelt sind...
    Ausserdem wurde ich die aergebnisse in halfspace (groundstacked) inclusive Frontplatte der Box aber im freefield bekommen...

    Grusse
    Tamas Tako

    Hallo Winterheart,
    eine gute Prognosefähigkeit mittels FEM-Berechnung im dynamischen Bereich ist von sehr vielen Faktoren abhängig. Man kann zwar relativ schnell schöne Bilder und Animationen erzeugen, deren Übereinstimmung leider mit der Realitat recht wenig zu tun haben. ( arbeite seit mehreren Jahren mit FEM im statischen und dyn.Bereich -allerdings im Maschinenbau - aber prinzipiell geht es immer um Federn, Eigenmoden, Dämpfung und Reibung.. )

    Welche Annahmen hast du für deine FEM-Modellierung getroffen?
    - Lineare oder nichtlineare Steifigkeiten im Bereich der Membrane?
    - ist die Sickensteifigkeit linear?
    - wie verhält sich die Membran- Dämpfung über dem Frequenzgang - mit Sicherheit nicht linear?
    - wie verhält sich die Temperatur und somit Spuleneigenschaft über die Leistung

    Du benötigst zum einen das Dämpfungsverhalten über der Frequenz und die Membransteifigkeiten über der Frequenz. Allein schon aus diesen Gegebenheiten kann man erkennen, das die dynamische FEM-Analyse nur mit sehr exakten Kenntnissen der Bauteileeigenschaften funktionieren kann.

    Hi Leute!
    Ich melde mich nach 3 Monaten zurück.
    Mir ist es, allen Skeptikern zum Troz, wirklich gelungen ein FEM-Modell zu bauen, welches genaue Ergebnisse liefert. Jetzt wo ich weiß wies geht, is es gar nicht mehr so schwer :)
    Habe die Gleichungen von Thiele-Small nachgerechnet und einige Bücher über Dynamik und Fluidmechanik gelesen.
    Mit diesem Wissen ist es mit gelungen, ein lineares Modell zu konstruieren, welches die Lösungen von Thiele und Small liefert. Jetzt kann man das Modell auf Nichtliearitäten ausweiten. Bin schon gespannt was dabei rumkommt.

    Meine bisherigen Ergebnisse unter:
    http://www.mayhem-dreams.de/FEM_LS.pdf

    Viele Grüße und hoffe auf zahlreiche Kommentare
    Matthias

    Lieber erst mal viel aufdrehen, wenns dann zuviel war, kann man immer noch weniger nachdrehen!!!

    respekt! man kann wirklich sehen wie viel arbeit da drin steckt.

    verstehe aber nicht warum du die antriebskraft an der sicke angreifen laesst. klar, sofern die membran als absolut steif angenommen wird, spielts keine rolle aber mit ein paar material werten fuer die pappe liessen sich auch noch spannung und verformung an der membran beobachten.

    wie hast du die druckverteilung im raum als funktion des membranhubs simuliert? arbeite momentan an etwas aehnlichem mit ansys und ansys cfx. das ganze nennt sich hier fsi (fluid structure interaction) und laeuft als parallel run mit beiden software packeten. ist unglaublich rechenaufwaendig. unter einem tag laeuft bei mir gar nichts (vergleichbarer rechner), daher meine frage.

    gruss

    Hi!
    Die antriebskraft greift an der Sicke an, weils in dem Modell egal ist. Natürlich sollte sie logischerweise in der Mitte angreifen, aber es bringt nur etwas, wenn die Materialdaten bekannt sind und das sind sie in dem Fall nicht. Um die Verformungen und Biegeschwingungen su sehen muß der E-modul, die dicke und die genaue Dichte der Membran bekannt sein. Ohne Versuche an einem probeexemplar wird das nix.

    Wie meinst du das?
    Druckverteilung als Funktion des Membranhubes? Versteh die Frage nicht.
    Mein Modell arbeitet auch mit FSI. Sind 30.000 Fluid-elemente und 180 Strukturelemente. Evtl hat Adina einen Leistungsfähigeren Solver als Ansys.

    Lieber erst mal viel aufdrehen, wenns dann zuviel war, kann man immer noch weniger nachdrehen!!!

    Zitat von "Winterheart"

    Wie meinst du das?
    Druckverteilung als Funktion des Membranhubes? Versteh die Frage nicht.

    ich meinte wie du das fluide mit dem sich bewegenden soliden :wink: gekoppelt hast. das sind normalerweise zwei paar schuhe (FEM & CFD). hast die frage aber im prinzip schon beantwortet. ueber die rechenzeit kann ich aber trotzdem nur staunen.

    Moin,

    @ Winterheart: Mit fassungslosem Staunen verfolge ich Deine Arbeit, und es ist mir schlicht peinlich, wenig dazu beitragen zu können.

    Falls Du zu Studienzwecken reale Lautsprecher(chassis) benötigst melde Dich bitte per PN. Einen Reconesatz zur zerstörenden Erfassung der Membranedaten geschenkt und einen kompletten LS mit diesem Chassis zu Messzwecken leihweise.... Versandkosten trage ich...

    @ all: Ein Meßmicro und eine Soundkarte kann er sicher auch brauchen...

    Gruß

    Lebe wohl, Michael Ebners Universum

    Danke für die Blumen :)
    Tja das erste Modell funzt jetzt, jetzt solls weiter gehen! Aber leider schreibe ich im Moment auch meine Dipl-arbeit. Kann also nur sehr langsam weiter machen. Hat ja bis jetzt auch nen 3/4 Jahr gedauert. Aber jetzt, wo ich die Basics drin habe, wirds schneller gehen!

    Soundkarte und Meßmicro hab ich selber schon! Zwar nix gutes, aber für meine Belange hats bis jetzt gereicht. Wenns mal wirklich dick kommt und ich eine Simulation nachmessen will, dann werde ich daß eh nicht bei mir machen, sondern mich an einen der Profis hier wenden und mal ne kleine Reise machen!

    Das mit dem Chassie ist echt nett, aber leider habe ich kein Equipment und kein Geld für zerstörende Prüfung. Bei mir in der FH stehen auch nur grobe und große Prüfmaschienen (Stahlbau hald)
    Aber verlockend wäre es schon.
    Erst Materialdaten und Geometrie genau bestimmen, eine Simulation mit allem drum und dran (Biegeschwingungen und Beulen der Membran, Gehäusemoden und stehende Wellen), dann das Chassie in eine Kiste bauen und nachmessen!

    Werde aber als nächstes mal ein rotationssymetrisches Traktrix-horn simulieren mit nem 8" Speaker.

    Gute Nacht

    Lieber erst mal viel aufdrehen, wenns dann zuviel war, kann man immer noch weniger nachdrehen!!!