案例14：FEMAO应用（VL12新增功能）

lengxuef

　　FEMAO(FEM with Adaptive Order)，LMS Virtual.Lab 12版本的一个新功能。采用FEMAO技术，就可以不用遵循每个波长六个单元这个要求。这样在采用FEM求解声场问题时，就可以采用比较大的网格才减少计算时间。
　　该部分内容，之前superxjw版主已经给大家进行了详细的介绍，在此引用一下：
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　　第一个，我觉得是声学计算革命性的技术，就是自适应网格技术(FEMAO)，原来在画声学有限元网格的时候，一般是一个波长不少于6个单元，而在VL12中引入了自适应网格技术之后，非常粗糙的网格也能得到同样精度的计算结果，甚至是一个波长内只有半个网格，也能保证精度!VL12里面能手动选择自适应网格参数，并且自动对需要加密的地方进行算法上的处理，而做计算的朋友都知道，网格粗糙之后自由度明显降低，对于计算量来说更是指数级降低，这无疑给超大规模问题的计算又提供了一条途径!而且FEMAO技术对于声振耦合、AML技术等完全兼容适用，所以我个人觉得这又是一次声学计算的革命。其实大家也发现，最近几年，个人电脑和普通工作站硬件的发展和更新换代速度远没有前几年块，计算机硬件制造工艺某种程度上已经达到瓶颈，在这样的背景下，人们从算法入手，从算法的角度去得到高速而精确的结果，并且可以将计算速度提高数十倍，远远比得上几代计算机硬件的发展，这不得不说人类的智慧是非常伟大的!
　　以上内容来自superxjw版主的帖子：
　　LMS Virtual.Lab Rev 12 初体验
　　http://forum.vibunion.com/thread-127456-1-1.html
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　　本案例是借用“LMS Virtual.Lab Acoustics数字声学专题课程(2013-09-25 西安)”中的模型来给大家介绍一下。
　　单极子声源激励下的车内声学响应


　　35K模型采用FEM与FEMAO最高计算频率比较



　　从计算结果来看，采用FEMAO技术有很高的精度，并且能够大幅度提高计算时间。
　　230K模型2个频率计算时间：113S
　　50K模型采用FEMAO技术，2个频率计算时间：23S
　　35K模型采用FEMAO技术，2个频率计算时间：14S
　　感谢阿伟在本人学习LMS Virtual.Lab过程中的帮助!
　　本例视频及模型文件下载地址：http://pan.baidu.com/share/link? ... 0&uk=1728334102
　　LMS Virtual.Lab Acoustics 交流群 238339600

mxlzhenzhu

顶起，多谢版主介绍这些工程技术。

ctgu_zheng

采用FEMAO技术有很高的精度，并且能够大幅度提高计算时间。
那么是不是 以后声学有限元计算 可以 尽量采用FEMAO求解？？
不知道这种求解 会不会带来其他负面的缺点。

小吴

向楼主致敬！

superxjw

感谢冯博士！FEMAO技术我个人觉得是有里程碑意义的东西，仅仅从这个简单的算例来看，原来为230K的模型，FEMAO技术使用35K模型计算，计算加速比也超过了8，很了不起的东西！

lengxuef

ctgu_zheng 发表于 2013-10-11 15:32

                               
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采用FEMAO技术有很高的精度，并且能够大幅度提高计算时间。
那么是不是 以后声学有限元计算 可以 尽量采用 ...

从这个算例来看，精度还是蛮高的，计算时间节省了很多。
至于其他负面缺点，目前还没看到，可能在使用过程中会发现吧。

superxjw

ctgu_zheng 发表于 2013-10-11 15:32

                               
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采用FEMAO技术有很高的精度，并且能够大幅度提高计算时间。
那么是不是 以后声学有限元计算 可以 尽量采用 ...

FEMAO我个人觉得是声学有限元计算技术的一次革命，不知道这类技术以后有没有可能向BEM方向发展，给BEM也带来一次革命。（虽然现在已经有H-Matrix BEM）
关于FEMAO使用的一些问题，我们单位的声学专家也向LMS总部的人提出了你这样的问题，在这里我和你分享一下，比如啊，有一类问题，FEMAO可能就会出现较大误差，试想有这样一个复杂表面结构，并且这个结构在振动，如果按照FEMAO网格的要求去做声学有限元网格（使用AML方法计算计算外场声学），就必然会导致这个微小、并且复杂的结构表面振动信息无法真实而全面地映射到较大的声学有限元网格上，对不？必然造成重大误差。如果这个时候还仅仅是按照一个标准做粗化的声学有限元网格，就显然不合适了，对吧？解决方案：这时候可以把FEMAO需要的声学有限元网格做成渐变的，靠近边界的地方做细密一些，保证结构传递到声学网格上的信息是完整的，然后就可以让网格尺寸变大，就类似网格越长越大那样，就可以完美解决这个问题，同样保证FEMAO的高精度。（PS：这个只是工程上的一个小技巧，说实话，如果对于我个人来讲，遇到了复杂表面，我直接用传统的FEM-PML AML或者BEM去解决了，懒得做这个渐变网格 当然，看个人了，有些问题，如果模型确实太大太大了，使用FEMAO可能更省时间，磨刀不误砍柴工嘛，哈哈！）

lengxuef

superxjw 发表于 2013-10-11 19:16

                               
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FEMAO我个人觉得是声学有限元计算技术的一次革命，不知道这类技术以后有没有可能向BEM方向发展，给BEM也 ...

对，阿伟版主提出的这个渐变网格非常好。
在LMS提供的模型中，35K和230K声学网格最外面的节点是一致的，只是里面的单元大小不一样。也就是阿伟版主所说的渐变网格。
大家可以自己切开这个网格看看。

showkmust

楼主威武！

小吴

FEMAO是不是不支持直接声振藕合喔？

superxjw

小吴 发表于 2013-10-19 17:17

                               
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FEMAO是不是不支持直接声振藕合喔？

应该是支持的。

lengxuef

小吴 发表于 2013-10-19 17:17

                               
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FEMAO是不是不支持直接声振藕合喔？

应该是支持的。在LMS年会上，展示的是Pass by noise的案例。

小吴

这个Case里面没有FEMAO的选项呀，Acoustic Response里面就有FEMAO。是不是我软件没装好哇？

lengxuef

小吴 发表于 2013-10-21 09:03

                               
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这个Case里面没有FEMAO的选项呀，Acoustic Response里面就有FEMAO。是不是我软件没装好哇？

不好意思，我的错误，我查看了一下，确实只有在Acoustic Response Case里面有FEMAOl选项。

benbenzzl

感谢分享