مش بندی و حل امواج الاستیک، مدل های صریح زمان

View Categories

مش بندی و حل امواج الاستیک، مدل های صریح زمان

4 min read

مش بندی و حل امواج الاستیک، مدل های صریح زمان
مش بندی و زمان حل در هنگام مدل سازی فیزیک بر اساس روش صریح زمان گالرکین ناپیوسته (dG) ارتباط نزدیکی دارند. مش محاسباتی باید کوتاهترین طول موج را در مدل حل کند (کندترین موج)، در حالی که سریعترین سرعت موج و کوچکترین عنصر مش است که گام زمانی داخلی حل کننده را دیکته می کند.
به طور کلی، حداکثر اندازه مش max توسط کوچکترین طول موج (آهسته ترین موج) دیکته می شود به طوری که
برای گسسته‌سازی مرتبه چهارم (چهارم) پیش‌فرض، که در آن max حداکثر فرکانس قابل حل در مدل است که توسط محتوای فرکانس منبع داده می‌شود، و cmin کمترین سرعت امواج در مدل است. این معمولاً سرعت موج برشی s است ، اما برای مشکلات یک رابط آزاد یا ناپیوستگی مواد، امواج سطحی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، تخمین کلاسیک برای سرعت موج ریلی R است
که ν نسبت پواسون و cs سرعت موج برشی است .
در داخل، گام زمانی برداشته شده توسط روش صریح زمان با حداقل جهانی اندازه مش محلی نسبت به حداکثر سرعت موج محلی داده می شود. این همچنین به عنوان مقیاس زمانی موج سلولی شناخته می شود ، این مقدار را می توان با ترسیم متغیر elte.wtc تجسم کرد . این به این معنی است که از عناصر شبکه کوچک باید اجتناب شود، برای جزئیات بیشتر به مش بندی، گسسته سازی و حل کننده ها برای مستندات معادله موج همرفتی مراجعه کنید.
حداکثر سرعت موج مورد استفاده برای پیش بینی مقیاس زمانی موج سلولی از سرعت موج فشار cp به عنوان پیش فرض استفاده می کند. این مقدار برای مواد همسانگرد دقیق است اما تخمینی برای مواد با خواص ناهمسانگرد است. برای مواد ناهمسانگرد می‌توان از مقدار بزرگ‌تری برای اطمینان از پایداری روش عددی استفاده کرد. این را می توان در قسمت تخمین حداکثر سرعت موج برای هر مدل ماده انجام داد . برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در گفتگوی Show More Options انتخاب کنید . Automatic (پیش‌فرض) یا User defined را انتخاب کنید . با خودکارگزینه حداکثر سرعت برابر با سرعت موج فشار تنظیم شده است، برای کاربر تعریف شده مقدار دیگری را برای max وارد کنید (ممکن است برای پایداری یک مقدار بزرگتر مورد نیاز باشد).
هنگامی که چندین ماده در یک مدل استفاده می شود، استفاده از مجموعه ها و ویژگی های جفت توصیه می شود ( Continuity and Pair Acoustic-Structure Boundary, Time Explicit ). مزیت استفاده از ویژگی جفت این است که مش نیازی به تطابق در دو طرف رابط (دو قسمت از مجموعه) ندارد. این به ویژه برای روش گالرکین ناپیوسته صریح زمان مفید است زیرا گام زمانی به اندازه مش و سرعت محلی صدا بستگی دارد.
اگر خواص مواد منجر به تغییرات زیادی در مقیاس زمانی موج سلولی محلی شود، استفاده از روش Adam-Bashforth 3 (محلی) به جای روش پیش فرض Runge-Kutta می تواند سودمند باشد .
مش با کنترل فیزیک
رابط Elastic Waves، Time Explicit از مش کنترل شده فیزیک پشتیبانی می کند. برای به دست آوردن یک مش مناسب، به یاد داشته باشید که مقدار حداکثر فرکانس را برای حل در قسمت تنظیمات مش گذرا تنظیم کنید . مش تولید شده به طور خودکار از این مقدار و تخمینی از کندترین سرعت موج (پیش‌فرض سرعت موج برشی) که در مدل تعریف شده است، استفاده می‌کند تا مش مناسبی را تنظیم کند که از بهترین شیوه‌ها پیروی می‌کند.
در گره اصلی Mesh ، Sequence Type را انتخاب کنید تا مش تحت کنترل فیزیک باشد و سپس رابط فیزیک را در لیست Contributor انتخاب کنید . پارامتر کنترل اندازه عنصر حداکثر مش یا From Physics (از مقدار بخش Transient Mesh Settings استفاده می کند ) یا Frequency است . برای Frequency مقدار حداکثر فرکانس را وارد کنید . تعداد عناصر مش در هر طول موج را انتخاب کنید . برای Automatic این نتیجه 1.5 عنصر در هر طول موج است، یا مقدار تعریف شده توسط کاربر را وارد کنید . در نهایت، را انتخاب کنیدحداقل سرعت موج مورد استفاده برای تعریف کوتاه ترین طول موج. برای خودکار سرعت موج برشی استفاده می شود، برای تعریف شده توسط کاربر مقدار دیگری وارد کنید، به عنوان مثال، سرعت موج خمشی یا سرعت موج ریلی، در صورت لزوم.