基于Fluent还原智能手表扬声器振膜高频振动排水全过程，告别“进水报废”！

电子设备扬声器进水是行业高频失效痛点 —— 智能手表、手机的扬声器管道滞留水分，不仅影响声学性能，更可能导致内部电路短路。传统依赖物理样机测试的方案，不仅周期长（需反复制作不同振膜 / 管道样品）、成本高（多工况测试耗损大），还难以精准量化 “振膜振动参数 - 管道结构 - 排水效率” 的关联关系。

而 Ansys Fluent 的扬声器振膜排水仿真方案，恰恰提供了工程化的解决思路：通过Dynamic Mesh动网格 + VOF多相流模型，精准还原振膜高频振动（900Hz 频率、0.45mm 振幅）下的气液两相流动，清晰捕捉水滴在管道内的剥离、排出过程；同时支持参数化分析 —— 从膜片几何尺寸、管道结构，到振动频率 / 振幅，均可通过仿真量化其对排水效率的影响，甚至能实时监测 “剩余水量”“液膜分布” 等关键指标。

扬声器振膜仿真模型描述及核心设置

计算域

通过Discovery直接进入WTM水密网格划分工作流

补充说明：

surface mesh：min 0.039mm；max 0.3mm

volume mesh：242k cells

min orthogonal quality：0.39

• 开启transient瞬态场，☑️gravity考虑重力因素
• VOF气液两相流模型设置：

选用VOF气液两相流模型，主相为air，次相为water，相间表面张力系数为0.072N/m，同时☑️wall adhesion考虑壁面粘附效应，详细设置见下面截图

导入振膜振动工况

通过file-read-profile，导入已准备好的振动数据文件（.prof或者.csv），振膜振动频率900Hz，最大振幅达到0.45 mm。当然我们还可以通过自定义expression➕motion definition来定义一个正弦波，下一篇会专门针对该方法写一篇操作流程说明。

振膜的动网格设置详细说明：

动网格预览

预定义监测信息：

为能够在瞬态排水过程中监测剩余水的质量，可以预定义一个质量检测，同时还可以预定义计算域中的最大/最小压力值以及速度值等信息。

求解器计算更多稳定性相关设置：

勾选settings optimization与advanced stabilization，设置速度上限为150m/s

初始化以及patch：

迭代计算：

结果展示：

液体从腔体中排出的速率以及可视化动画

这套方案无需反复搭建物理样机，即可快速验证不同设计方案的防水效果，不仅缩短扬声器防水研发周期 40% 以上，更能为工程团队提供 “从参数优化到性能验证” 的全流程数据支撑，让扬声器防水设计从 “经验试错” 转向 “数据驱动”。

补充说明：更多详细设置，可以留言，共享源文件

关于新科益

新科益系统与咨询（上海）有限公司 作为Ansys Elite Partner全球精英级合作伙伴，致力于CAE仿真领域30余年，拥有资深的技术服务团队以及完整的培训和服务体系，为客户提供基于Ansys仿真平台多学科的仿真支持，包含：结构、碰撞、流体与热、电磁、光学、功能安全、材料数据管理等全线仿真领域；在新加坡、北京、上海、深圳、等都有本地的技术服务团队，为用户提供业界领先的仿真技术和及时专业的服务。

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