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Hallo,

im Rahmen meine DA simuliere ich die Schallausbreitung von Ultraschallwellen im Bereich von 50kHz in Festkörpern (Kupfer, Stahl) Bei ersten Simulationen im 2D (Element Typ: Plane183) kommen nicht die in der Literatur beschriebenen Schallgeschwindigkeiten für Longitudinalwellen nach Gleichung:

c_l=(E*(1-µ))/(roh*(1-µ-2µ²)) raus.
c_l(Stahl)=5920m/s
Mit:
c_l: Schallgeschwindigkeit Longitudinalwelle
E: E-Modul,
µ: Querkontraktionszahl,
roh: Dichte. 

Die Schallgeschwindigkeit, die ich über Ansys bestimme genügt ledigleich der Gleichung:

c_l=Wurzel(E/roh)
c_l(Stahl)=5100m/s

Diese Gleichung gilt aber nur für lange Stäbe und nicht für Volumen mit großen Ausdehnungen gegeüber der Wellenlänge.

Meine Frage nun: Hat jemand damit schon Erfahrung? Wie rechnet Ansys im Hintergrund?

Besten Dank

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Mein ehemaliger Mitarbeiter hat sich damit beschäftigt. Ich glaube die Feldgleichung basiert auf der Holmholtz Gleichung, die Schall-Wellenausbreitung in der Druckwellenform beschreibt.

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Grüße, Moe

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