کوپلینگ لورنتز

View Categories

کوپلینگ لورنتز

3 min read

کوپلینگ لورنتز
جفت لورنتز ( ) یک ویژگی کوپلینگ چندفیزیکی بین رابط میدان های مغناطیسی و رابط مکانیک جامد است . نیروی لورنتز  =   ×  B را از رابط میدان مغناطیسی به رابط مکانیک جامد منتقل می کند و میدان الکتریکی القایی  =   ×  B را از رابط مکانیک جامد به میدان مغناطیسی منتقل می کند.رابط. اثر نیروی لورنتز بر یک سازه متحرک مشابه اثر میرایی آلفای ریلی است که در آن ضریب میرایی با میدان مغناطیسی پس زمینه و رسانایی الکتریکی مواد متناسب است.
نیروی لورنتز و میدان الکتریکی القایی را می توان به طور جداگانه از رابط ها اضافه کرد، به عنوان مثال، با استفاده از ویژگی بار بدن از رابط مکانیک جامد و ویژگی سرعت (اصطلاح لورنتس) (در متقارن محوری دو بعدی و دو بعدی) از رابط میدان های مغناطیسی . . هنگامی که ویژگی Lorentz Coupling اعمال می شود، آن ویژگی های رابط با همان هدف نباید برای جلوگیری از شمارش مضاعف استفاده شود. هنگام مدل‌سازی مبدل‌های الکتروآکوستیک، مانند بلندگوها، کوپلینگ معمولاً در حوزه سیم پیچ صدا اضافه می‌شود.
ویژگی Lorentz Coupling در هندسه های دوبعدی، دوبعدی متقارن محوری و سه بعدی موجود است و برای مطالعات وابسته به زمان و مطالعات حوزه فرکانس (از جمله اختلالات حوزه فرکانس و مطالعات فرکانس ویژه) مجاز است. ویژگی کوپلینگ فریم‌ها و همچنین فرمول‌بندی صحیح مشکلات حوزه فرکانس و گذرا را کنترل می‌کند. هنگامی که نمی توان از جابجایی قسمت ارتعاشی یا متحرک مدل چشم پوشی کرد (زمانی که تغییرات توپولوژی مهم هستند)، ویژگی مش متحرک (اضافه شده از تعاریف ) معمولاً همراه با ویژگی کوپلینگ لورنتس استفاده می شود . در این حالت، نوع ماده قطعه متحرک در رابط میدان های مغناطیسی باید روی آن تنظیم شودجامد . در تنظیمات مش متحرک ، جابجایی مش تجویز شده معمولاً به عنوان متغیرهای وابسته رابط مکانیک جامد تنظیم می شود .
 
هنگامی که ویژگی جفت لورنتس به دامنه ای با مواد مغناطیسی مانند آرمیچر قابل مغناطیسی اعمال می شود، نیروی لورنتس دیگر تنها سهم نیرو نیست. در این مورد، سهم نیروی حاصل از پلاریزاسیون مغناطیسی ممکن است لازم باشد در نظر گرفته شود. این را می توان با افزودن ویژگی محاسبه نیرو از رابط میدان های مغناطیسی و افزودن ویژگی بار بدن از رابط مکانیک جامد انجام داد . توجه داشته باشید که ویژگی محاسبه نیرو شامل سهم نیرو نه تنها از قطبش مغناطیسی، بلکه همچنین از نیروی لورنتس، یعنی کل نیروی الکترومغناطیسی است. بنابراین، هنگام جفت شدن بین میدان های مغناطیسیرابط و رابط مکانیک جامد با ویژگی محاسبه نیرو و ویژگی بار بدن پیاده سازی شده است ، ویژگی کوپلینگ لورنتس نباید در یک دامنه استفاده شود.
رابط multiphysics Magnetomechanics ( ) را می توان برای مدل سازی تغییر شکل ساختارهای تحریک شده مغناطیسی استفاده کرد که شامل برهمکنش میدان های مغناطیسی با مواد مغناطیسی و عناصر حامل جریان مانند سیم پیچ ها و سیم ها است.
تنظیمات
برچسب نام ویژگی کوپلینگ چندفیزیکی است. برچسب پیش فرض (برای اولین ویژگی کوپلینگ چندفیزیکی در مدل) جفت لورنتس 1 است .
Name عمدتاً به عنوان پیشوند دامنه برای متغیرهای تعریف شده توسط گره جفت استفاده می شود. به چنین متغیرهایی در عبارات با استفاده از الگوی <name> مراجعه کنید.<variable_name> . به منظور تمایز بین متغیرهای متعلق به گره های جفت یا رابط های فیزیکی مختلف، رشته نام باید منحصر به فرد باشد. فقط حروف، اعداد و زیرخط (_) در قسمت نام مجاز هستند . کاراکتر اول باید یک حرف باشد.
نام پیش‌فرض (برای اولین ویژگی کوپلینگ چندفیزیکی در مدل) ltzc1 است .
رابط های جفت شده
این بخش فیزیک درگیر در جفت چند فیزیک را تعریف می کند. فهرست میدان‌های مغناطیسی و مکانیک جامد شامل تمام رابط‌های فیزیکی قابل اجرا می‌شود.
هنگامی که گره Lorentz Coupling از نوار Physics (کاربران ویندوز)، Physics Contextual Toolbar (کاربران macOS و Linux) یا منوی زمینه (همه کاربران) اضافه می شود، اولین رابط فیزیک از هر نوع در مؤلفه به عنوان پیش فرض انتخاب می شود. .
همچنین می‌توانید None را از هر یک از فهرست‌ها انتخاب کنید تا گره Lorentz Coupling را از رابط فیزیک جدا کنید. اگر رابط فیزیک از Model Builder حذف شود ، به عنوان مثال Solid Mechanics حذف شود، لیست پیش‌فرض روی None قرار می‌گیرد زیرا چیزی برای جفت کردن وجود ندارد.
 
اگر یک رابط فیزیک حذف شود و سپس دوباره به مدل اضافه شود، برای برقراری مجدد کوپلینگ، باید رابط فیزیک را دوباره از لیست ها انتخاب کنید. این برای تمام گره‌های جفت چندفیزیکی که معمولاً به طور پیش‌فرض به رابط زمانی موجود می‌رسند، قابل اعمال است. به گردش کار مدلسازی Multiphysics در COMSOL Multiphysics Reference Manual مراجعه کنید .
چندین نمونه کتابخانه وجود دارد که کاربرد آن را نشان می دهد:
 
درایور بلندگو — تحلیل دامنه فرکانس : مسیر کتابخانه برنامه Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/loudspeaker_driver
درایور بلندگو — تحلیل گذرا : مسیر کتابخانه برنامه Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/loudspeaker_driver_transient
میرایی مغناطیسی جامدات رسانای ارتعاشی : مسیر کتابخانه کاربرد ACDC_Module/Electromagnetics_and_Mechanics/magnetic_moraping