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模型来源
模型来自和Comosl朋友的沟通。他们的声学团队正在构建一个耳机声场分布的有限元仿真模型。
模型的示意图
在典型的测量环境中模拟耳机。耳机与耳朵紧密耦合，近似压力场，因此无法用扬声器的自由场来评估仿真。
模型中使用人工头和耳朵来相对准确地表示使用条件。上图中显示了头戴式耳机与通用人工耳的耦合。
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物理场设置
具有人皮肤阻抗的声边界
Comsol有自带皮肤阻抗声边界
使用多孔弹性波对耳机上的泡棉进行建模，并耦合到声场模型。
耳机外壳中的穿孔板和调音纸/网布，采用内部穿孔板进行模拟
耳机耦合到人工耳耦合和简化的耳道。
耳鼓的阻抗可以在模型中专门考虑。
耳机的扬声器单元采用TS集总参数表示，以缩小计算规模。这个和常规扬声器或音箱仿真类似。
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声场仿真结果
不同频率下的皮肤表面声压级
耳膜处频率响应曲线
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补充说明
这个只是初步的模型，相关设置还存在调整的空间。可以看到仿真出来的频响有疑问。还未和实测产品，相关文献，或者其他仿真方法进行对比。而且计算量相当大。
可能会在下一个版本Comsol 5.5中正式推出此案例。可以期待一下。应该不会需要很久了。
常规都是采用等效电路对耳机进行仿真，相关的理论和工具也非常成熟。
采用有限元仿真建立耳机的模型是一个非常有益的补充。可以对人头/人耳的结构尺寸的影响进行定量评估。对漏音的计算也会更加准确。
后续或许还有可能耦合人头骨的模型，对骨传导耳机进行建模仿真。
文章来源：声学世界
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