Abstract
在新科技不斷湧現的現代人類生活中，隨處都可見到各種微小化與精緻化的產品，這些產品中充斥著各式各樣複雜的管路，如栓塞式耳機、微型麥克風，或者是各式各樣的管樂器，而傳統集中參數的分析方法，因為無法處理外型過於複雜的問題，因此難以正確描述這些複雜管路的聲學特性。針對這些複雜管路，唯有使用數值方法進行分析，才能適當的描述出這些管路的聲學特性。 而在這些複雜管路中，模型龐大而不規則的管路在分析時往往需要非常多的資源，需要一種能減少計算量的方法；而對微小型的管路而言，流體的黏滯性造成的摩擦損失對聲學特性有很大的影響。因此本論文之兩大重點就是（1）如何將複雜之大型管路分成數個小結構分別模擬後再結合成最後結果。如此可降低計算量，尤其當設計更改時只需重新模擬有更改的小結構；（2）管壁的摩擦損失如何引入到數值方法中。而本文所用的數值方法是邊界元素法，且使用商用軟體Virtual Lab。 為了達成減少計算量的要求，在本論文中使用了子結構的概念，將複雜的管路模型（以中音薩克斯風為例）分成需更動與不需更動的兩個部分，接著利用分段模擬的方法將不需更動者等效為一個聲學阻抗邊界條件，之後只要在需更動的模型上設定此邊界條件，就能得到與整體模型相同的結果，因此未來將不需要重複分析模型不改變的部分。而為了將管壁的摩擦損失引入邊界元素法中，我們使用了複數聲速、分段模擬，以及傳遞關係導納三種方法來等效摩擦損失的影響，並分別探討其結果，其中效果最優異的是傳遞關係導納的方法，此方法補足了分段模擬的繁複與複數聲速方式對摩擦損失大小的要求。