随着声学技术在各个领域的广泛应用，对于声学仿真的专业人才需求日益增长。Comsol软件作为多物理场仿真的先进工具，其声学模块能够模拟声波在不同介质中的传播和交互，对于声学设计和研究具有重要意义声学仿真技术在建筑声学、电声学、超声医学、噪声控制、振动分析等领域都有广泛应用。据调查，COMSOL声学模块主要应用以下几个方面：
1:声学结构优化：
通过拓扑优化等方法，设计出性能更优、成本更低的声学结构。
2:无损检测：
利用声波进行材料和结构的无损检测，评估其完整性和性能。
3:声学超材料：
设计和研究具有特殊声学性质的超材料，如负折射率、完美透镜效应、隐形斗篷等。
4：电声学：
在扬声器、麦克风、耳机等音频设备的设计和性能分析中发挥作用，提升音质和音效。
5：噪声控制：
帮助工程师设计噪声控制系统，减少工业噪声、交通噪声等对环境和人类健康的影响。
6:声学微尺度操控：
在微流体学、生物医学工程等领域，利用声波操控微小颗粒，进行精确的微尺度操作。
为促进科研人员、工程师及产业界人士对智能算法在材料设计领域应用技术的掌握，特举办“COMSOL声学多物理场仿真技术与应用”专题培训会议，本次培训会议主办方为
北京软研国际信息技术研究院
，承办方
互动派（北京）教育科技有限公司
，具体相关事宜通知如下：
材料科学、机械工程、计算机工程、建筑科学、土木工程、电子工程、航空航天、物理学、自动化技术等领域的科研人员、工程师、及相关行业从业者、跨领域研究人员。
来自国家“双一流”建设高校 、“211 工程”“985 工程”重点高校。授课讲师有着丰富的 COMSOL 使用经验，以第一/通讯作者在
《Physical Review》系列、《Applied Physics Letters》
等
国际 Top 期刊发表论文数十篇，主持国自然等纵向科研基金8项。
擅长领域: 声学超材料、拓扑声学、声学微流控和声驱动微纳机器人等。
来自国内重点大学，能源与动力学院新能源系博士、副教授，硕士生导师讲授。授课讲师有着丰富的COMSOL使用经验，
近些年以第一作者在国内外期刊发表论文数十篇，发表专利数项。
擅长领域：燃料电池、锂离子电池、储能材料、电化学等模拟与设计、阴极保护模拟、电池集流设计等。
担任国外某大学助理教授，负责多门本科与研究生课程，指导多名博士及硕士研究生的科研工作。曾经或正在参与多个研究项目，研究方向包括
非定常流体力学、气动声学、无人机空气动力学、风力机空气动力学、压气机失稳预测
等。
目前发表期刊和国际会议论文四十余篇，专利数项，担任多个期刊审稿人与客座编辑。
来自国家“双一流”建设高校 、“211工程”“985工程”重点高校老师。授课讲师有着丰富的COMSOL使用经验，以第一/通讯作者在
《Nature Communications》、《 Physical Review Letters》、《Advanced Materials》
等国际Top期刊发表论文数十篇。
擅长领域：微纳光子学、拓扑光子学、非厄米光子学、光芯片、电磁超材料器件等。
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第一部分、Comsol软件基础和声学仿真基础（入门）
1. 理解有限元方法基本原理、应用领域及仿真一般流程；
2. 能够在Comsol 软件中进行几何建模、网格划分及参数化扫描分析，设置研究类型和节点；
3. 掌握声学模型接口选择标准、振动与波的物理原理，以及声学特征频率和模态分析；
4. 熟悉不同声源及边界条件（如辐射和反射边界）的应用和影响；
5. 理解瞬态分析的原则、网格精度和时间步长要求，能够进行动态结果处理；
6. 在实操技能方面能够独立完成CAD模型导入和声学频域和瞬态仿真分析，完成数据后处理和结果可视化，以上理论知识和操作技能为深入学习声学仿真奠定基础；
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Ø 有限元方法的基本概念
Ø 有限元方法的应用领域
Ø 有限元方法的基本工作流程
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Ø 几何建模、布尔操作、CAD导入模块接口
Ø 网格划分及其精度要求
Ø 常用研究类型及研究节点配置
Ø 参数化扫描求解分析设置
实操案例：复杂CAD模型的导入及几何修复
实操案例：极小曲面模型的导入及布尔操作
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Ø 物理场接口适用范围及选择技巧
Ø 振动与波的物理基础及控制方程
Ø 时域和频域下的声学方程解析
Ø 声学特征频率和模态分析
实操案例：声学三维打印谐振腔的本征态分析及数据后处理
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Ø 常用声源：入射压力场、法向加速度、背景压力场
Ø 特殊声源：单极源、偶极源、线源等
Ø 开边界：辐射边界和完美匹配层
Ø 反射边界条件：硬声场、软声场和阻抗边界
Ø 特殊情况：对称、周期性、内部多孔等
实操案例：内燃机消声器内压力波的传播特性分析
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Ø 瞬态分析的使用原则和技巧
Ø 瞬态分析的网格精度要求
Ø 瞬态分析的时间步长精度要求
Ø 压力声学瞬态分析及动画后处理
Ø 压力声学频域分析与瞬态分析的关联和区别
实操案例：十字形波导管的瞬态仿真分析
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第二部分、声学/力学/机械超材料和拓扑特性仿真基础（进阶）
1. 通过能带结构理论学习，理解晶体点阵与倒易点阵的关系，掌握布里渊区
及高对称点的计算；
2. 掌握一维和二维超材料的能带结构计算方法，进行空气声场和弹性波的带隙分析；
3. 掌握三维能带结构与传输谱的计算，分析几何参数对能带结构的影响；
4. 进行声学超材料的传输特性和热粘性损失分析，包括适用条件和效率提升技巧；
5. 理解拓扑声学概念，掌握狄拉克点和拓扑边缘态的仿真分析；
6. 通过一系列实操案例加深对能带结构、传输特性及拓扑特性的理解，为声学/力学/机械超材料实际应用提供扎实基础；
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Ø 晶体点阵和倒易点阵概念和关联
Ø 倒易点阵的反演推导和物理意义
Ø 布里渊区的内涵和确定方法
Ø 高对称边界和高对称点的坐标推导
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Ø 一维能带结构计算方法和分析
Ø 二维正方点阵能带结构计算方法和分析
Ø 二维三角点阵能带结构计算方法和分析
Ø 二维固体弹性波的能带结构计算方法和分析
实操案例：二维正方点阵空气声场的带隙计算
实操案例：二维三角点阵空气声场的带隙计算
实操案例：结构力学模块下固体弹性板的带隙计算
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Ø 三维能带结构计算方法和分析
Ø 声学超材料的三维能带仿真计算和分析
Ø 结构几何参数与单胞取法差异对能带结构的影响分析
Ø 声学等效参数的获取与仿真分析
Ø 常用函数的定义与设置技巧
实操案例：三维声学超材料的能带结构仿真
实操案例：由二维能带转变为三维能带结构仿真
实操案例：复合胞能带折叠与单胞能带结构对比分析
实操案例：声学超材料等效参数仿真分析
实操案例：高斯波束/声整形/声隐身/声隧穿仿真分析
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Ø 声学超材料传输特性扫频分析
Ø 声学边界层和损耗分析
Ø 狭窄区域声学接口适用条件分析
Ø 热粘性声学接口下的声传输特性分析
Ø 热粘性损失的适用场景及计算效率提升技巧
实操案例：开口谐振环的声传输特性仿真分析
实操案例：考虑热粘性损失的声传输特性仿真分析
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Ø 拓扑声学的基本概念和内涵
Ø 声学单/双狄拉克点的仿真与分析
Ø 拓扑相位反转与声学拓扑边缘态的仿真与分析
Ø 声学高阶角态的仿真与分析
Ø 声学拓扑绝缘体的传输特性分析
实操案例：二维声学结构狄拉克点/拓扑相位仿真分析
实操案例：二维声学体能带结构/拓扑态/传输特性仿真分析
实操案例：高阶拓扑声学仿真和应用分析
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第三部分、声学微尺度操控（声镊方法）仿真基础（进阶）
1. 理解声镊的概念及其工作原理，包括声辐射力和声流效应，探讨声操控的应用场景及最新研究进展；
2. 学习声操控方法的分类及构建方法，掌握声学换能器的激励输入和微粒动力学仿真分析；
3. 以空气泡型声学微流控为例，进行多物理场分析，理解耦合边界条件的选择，实施声流场的仿真分析；
4. 深入压电、声固和声流耦合的多物理场理解，进行谐振模式分析，配置研究步骤模型，实现多物理场的综合分析；
5. 分析声学超材料的能带结构及微流控中的雷诺数，比较声辐射力和声粘滞力，探讨声拓扑态在微粒分选中的应用；
6. 通过实操案例，加深对声学微尺度操控和仿真技术的理解，为实际声操控应用提供基础；
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Ø 声操控方法（声镊）的概念和内涵
Ø 声辐射力/声流效应理论基础
Ø 声操控方法的应用场景和研究发展
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Ø 声驻波的理论基础和基本分类
Ø 声学换能器振动激励输入与物理量转化
Ø 声驻波场构建、微粒参数设定及因变量设定
Ø 声场作用下微粒运动过程动力学仿真分析
实操案例：声换能器声悬浮应用与仿真分析
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Ø 多物理场分析与物理场选择
Ø 声流耦合多物理场的耦合边界条件
Ø 研究中的物理场和多物理场耦合边界选择
Ø 计算收敛性和全局约束的使用
实操案例：空气泡型微流控中声流场仿真分析
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Ø 多物理场分析与物理场选择
Ø 压电耦合-声固耦合-声流耦合多物理场理解与分析
Ø 谐振模式分析与特征频率选取
Ø 四个物理场耦合情况下的研究步骤模型配置
实操案例：声微流控富集效应仿真分析
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Ø 一维声学超材料的单胞能带结构与体能带结构分析
Ø 声微流控中雷诺数计算与层流速度场分析
Ø 声辐射力与声粘滞力仿真比较
Ø 声拓扑态对微粒分选的运动仿真及动画输出
实操案例：基于声学拓扑绝缘体的微粒分离仿真分析
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第四部分、声学结构优化与工程化声学综合案例仿真（提升）
1. 理解拓扑优化的概念，模型选择和目标函数的设定；学会设计域和边界条件的配置，以及优化结果的分析和验证；
2. 掌握声学无损检测的基本原理及现状，学习声阻抗的匹配和波的转化关系，了解几何装配中接触对的应用及时域信号的仿真分析；
3. 分析扬声器的多物理场环境，掌握多物理场耦合及动网格的应用，学习傅里叶变化和周期性信号分析，以及瞬态过程中非线性特性的处理；
4. 通过实操案例，进一步深化对声学结构优化、无损检测和扬声器声场仿真的理解，为工程应用提供坚实基础；
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Ø 拓扑优化的概念和基本内涵
Ø 拓扑优化模型选取及目标函数设定
Ø 设计域和边界条件设定
Ø 拓扑优化结果分析及结果输出
Ø 优化后建模与分析验证
实操案例：二维声学结构拓扑与验证分析
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Ø 声学无损检测的基本原理和发展现状
Ø 匹配层声阻抗设定
Ø 压缩波与剪切波的转化关系
Ø 几何装配关系中接触对的使用
Ø 结合试验数据的时域信号仿真分析
实操案例：声学无损检测仿真分析
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Ø 扬声器中多物理场环境及分析
Ø 多物理场耦合的选择与应用
Ø 动网格的使用及注意事项
Ø 傅里叶变化与周期性信号分析
Ø 扬声器瞬态过程中的非线性特性分析
实操案例：扬声器声场仿真分析与工程应用
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1、COMSOL软件基本操作
1.1 创建模型一般步骤
1.2 几何创建方法
1.3 网格划分技巧
1.4 方程及边界设置
2、后处理
2.1 数据集创建
2.2 衍生量的计算
2.3 结果图的绘制
实例操作：肋片散热模型，化整为零式网格划分模型
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3、燃料电池仿真
3.1 燃料电池开路电压计算
3.2燃料电池三种极化损失
4、多孔电极有效扩散系数构建
4.1多孔电极构建方法
4.2曲率与孔隙率关系
4.3尘气模型实现方法
4.4简化的多组分气体传输
实例操作：多孔电极模型、尘气输运模型、混合气体平均模型
5、从简到真的建模方法
5.1只考虑气体输运
5.2 添加导电过程
5.3 添加电化学过程
5.4 添加退化过程
5.5与实验VI曲线的对比验证
实例操作：纽扣电池模型、退化模型、模型验证
6、连接体研究分析
6.1燃料电池活化设置方法
6.2传质-导电-电化学多场耦合方法
6.3传热-传质-动量-导电-电化学多场耦合
6.4连接体优化与设计
实例操作：连接体优化模型、新型连接体模型
7、积碳研究
7.1 燃料电池边界设置
7.2 传质-导电-电化学多场耦合方法
7.3 甲烷内重整反应设置
7.4 甲醇内重整反应设置
7.5积碳分析
实例操作：甲烷积碳模型
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