更好的压缩驱动器？考虑黏性热损失的 CutFEM 3D 形状优化
数值分析
2024-03-28 v1 数值分析
最优化与控制
摘要
压缩驱动器是中频声学喇叭的标准声源，包含通过一种称为相位插孔的通道系统连接到喇叭喉部的圆柱形压缩腔。设计相位插孔的主要挑战是避免共振和干扰现象。由于相位插孔通道的径向布置使这些现象的复杂性增加，手动完成此设计任务变得困难。因此，我们采用一种算法技术，将数值方程的解与能够变形相位插孔壁面的梯度基于的优化算法相结合。此处的一个特定建模挑战是由于该装置中的狭小腔室和缝隙，不能忽略黏性热损失。幸运的是，最近发展的一种准确但计算开销较小的边界层模型适用于此情形。我们使用该模型、层集几何描述以及 Cut 有限元技术，以避免在优化算法修改几何形状时进行网格更改。此外，所需的形状微积分以完全离散情况下进行，以计算优化算法的导数。应用这些技术后，该算法能够成功地设计一组径向布置的相位插孔的形状，以至于最终频率响应与理想响应（由不考虑波动干扰效应的类分布电路模型推导） surprisingly 地 closely 匹配。这一结果可能为复活今天商业压缩驱动器中较少使用的径向相位插孔设计复活。
引用
@article{arxiv.2403.17963,
title = {A better compression driver? CutFEM 3D shape optimization taking viscothermal losses into account},
author = {Martin Berggren and Anders Bernland and André Massing and Daniel Noreland and Eddie Wadbro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.17963},
year = {2024}
}