汽车NVH声学有限元分析入门

自动匹配层（Automatically Matched Layer，AML）技术是目前声学有限元方法用于求解辐射噪声的较为前沿的算法。完美匹配层（Perfectly Matched Layer，PML）技术是AML技术的原型，在声学辐射边界增加几层单元用于吸收声能，并在增加的匹配层外层边界定义声能为零，如同布置了一层吸声材料，可以使得声学方程组封闭并确定唯一解。

PML技术最初由Berenger在计算有限域电磁波动问题时提出，通过引入人工边界，用一层有耗介质吸收计算域的辐射场，减小了外部流场域，并证明了该吸收边界条件对任意频率和角度的波无反射作用，且能很好地吸收。随后，Beriot改进了该算法，并成功应用到Helmholtz声学波动方程中。

采用PML处理有限元声辐射边界条件具有下列优点：

1）大幅降低声学网格数量，提高计算速度。(www.xing528.com)

2）对声学边界的形状没有特定要求，拓宽了声学有限元的应用范畴。

尽管如此，PML方法还是不够理想，其中主要的一点是其计算精度与吸收层的厚度有直接关联。若PML层厚度定义不合适，则吸收系数会受到影响，在声学边界处可能会出现发散，从而形成较大的误差。而AML技术无须建立匹配层，只需包围结构单元的有限元区域即可，接着算法根据模型自动定义吸收层和吸收系数，这样在避免因人工划分吸收层单元而造成误差的同时，还能降低建模工作量并提升求解效率。从一定程度上来说，声辐射边界条件的发展过程也是声学有限元的发展过程，上述的AML边界条件可以认为是代表了目前声学有限元的最高技术。