周波数応答解析および時刻歴応答解析で、剛体壁タイプの境界条件がある場合、これは音響における本質的な境界条件であるため、ユーザーが特に境界条件を指定する必要はありません。しかし、音響モーダル解析では[一定圧力]として指定する必要はありますか。

- January 31, 2023 at 9:59 am
  
  FAQ
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  モーダル解析では自然発生する境界条件は剛体壁ですが、周波数応答解析および時刻歴応答解析でも同様です。ただし、境界条件を扱う上で例外が1つあります。モーダル解析では、無響終端または開状態が存在する場合に特別な操作が必要です。片方の端が開いているパイプがあるとします（以下のようなケースを想定）。 http://labman.phys.utk.edu/phys221core/modules/m12/Standing%20sound%20waves.html 上記リンク先のセクション「Tubes with one open and one closed end」の図には、剛体壁を表す（反節点に対する）節点が左側に示されています。もう一方の端は開いています。このケースで、左側に圧力 = 0を拘束すると（実際に剛体壁である）、このケースの周波数を得られます。これを利用できる理由は、モーダル解析では周波数について解くため、（反節点に対する）節点を拘束して境界条件を適用することで、それらの具体的な周波数について解くことになるためです。通常は、この方法を使用しませんが、既知の（反節点に対する）節点を強制して特定の周波数セットについて解くようなものと考えることができます。境界条件を強制しなくても、これと同じ状況について解くことは可能ですが、パイプ周りの空気も併せてモデル化しなければなりません。そうした場合でも同じ周波数について解くことはできますが、パイプ周りの空気も併せてモデル化するため、計算時間は長くなり、場合によっては、モデル以外のモードも解析結果に含まれます。したがって、閉じている端に圧力 = 0を拘束して（反節点に対する）節点を強制する方が、よりシンプルな手法です。これは、剛体壁に圧力 = 0を設定することと同じではありません。特定の位置に（反節点に対する）節点を強制しているようなイメージです。