معادله موج همرفت، رابط زمان صریح (cwe)
( )، در زیر شاخه Acoustics>Ultrasound () هنگام اضافه کردن یک رابط فیزیک، برای حل مسائل آکوستیک خطی گذرای بزرگ که حاوی طول موج های زیادی در یک جریان پس زمینه ثابت هستند استفاده می شود. این برای شبیه سازی های وابسته به زمان با منابع و زمینه های دلخواه وابسته به زمان مناسب است. به طور کلی، رابط برای مدل‌سازی انتشار سیگنال‌های صوتی در فواصل بزرگ نسبت به طول موج، به عنوان مثال، مشکلات فراصوت خطی، مناسب است. حوزه های کاربردی شامل فلومترهای اولتراسوند و سایر سنسورهای اولتراسوند است که زمان پرواز یک پارامتر مهم است. کاربردها به سونوگرافی محدود نمی شوند. این رابط شامل لایه های جذبی است که برای تنظیم شرایط مرزی غیر بازتابنده موثر استفاده می شود.
( )، در زیر شاخه Acoustics>Ultrasound (
) هنگام اضافه کردن یک رابط فیزیک، برای حل مسائل آکوستیک خطی گذرای بزرگ که حاوی طول موج های زیادی در یک جریان پس زمینه ثابت هستند استفاده می شود. این برای شبیه سازی های وابسته به زمان با منابع و زمینه های دلخواه وابسته به زمان مناسب است. به طور کلی، رابط برای مدل‌سازی انتشار سیگنال‌های صوتی در فواصل بزرگ نسبت به طول موج، به عنوان مثال، مشکلات فراصوت خطی، مناسب است. حوزه های کاربردی شامل فلومترهای اولتراسوند و سایر سنسورهای اولتراسوند است که زمان پرواز یک پارامتر مهم است. کاربردها به سونوگرافی محدود نمی شوند. این رابط شامل لایه های جذبی است که برای تنظیم شرایط مرزی غیر بازتابنده موثر استفاده می شود.رابط مبتنی بر روش گالرکین ناپیوسته (dG یا dG-FEM) است و از یک حل کننده صریح زمان استفاده می کند. این روش حافظه بسیار کارآمدی دارد و می تواند مشکلاتی را با میلیون ها درجه آزادی (DOF) حل کند. این روش همچنین برای محاسبات توزیع شده روی خوشه ها مناسب است.
در حالت بدون جریان، استفاده از The Pressure Acoustics، Time Explicit Interface به جای آن می تواند سودمند باشد. معادلات یکسان هستند، اما رابط دوم گزینه های بیشتری برای مثال، مدل سازی پدیده های پراکندگی با استفاده از یک فرمول میدان پراکنده دارد. یا برای رسیدگی به ناپیوستگی های تیز مواد.
برای مدل‌سازی برهم‌کنش ساختار آکوستیک (ASI) یا مشکلات ارتعاشی، رابط کاملاً چندفیزیکی فعال است و می‌تواند با امواج الاستیک، رابط صریح زمان ، با استفاده از مرز ساختار آکوستیک همرفت، زمان صریح یا ساختار آکوستیک همرفت جفتی جفت شود. مرز، کوپلینگ های چندفیزیکی صریح زمان.
رابط معادلات اویلر خطی شده را با فرض یک معادله حالت آدیاباتیک حل می کند. متغیرهای وابسته فشار صوتی p و آشفتگی سرعت صوتی u هستند . جریان متوسط پس زمینه می تواند هر جریان ثابت با شیب سرعت کوچک تا متوسط باشد. اتلاف حجمی عمومی (میرایی حجمی) را می توان به مدل سیالات واقعی اضافه کرد.
 | هنگام حل مدل هایی که بر اساس روش dG هستند، بهینه سازی مش مهم است. برای جزئیات بیشتر به بهینه سازی Mesh برای DG در بخش Meshing، Discretization و Solvers مراجعه کنید . |
هنگامی که این رابط فیزیک اضافه می شود، این گره های پیش فرض نیز به Model Builder اضافه می شوند – مدل معادله موج همرفت ، دیوار سخت صدا ، مقادیر اولیه ، و تقارن محوری (در صورت تقارن محوری دو بعدی). سپس، از نوار ابزار Physics ، گره های دیگری را اضافه کنید که به عنوان مثال، شرایط مرزی را پیاده سازی می کنند. همچنین می‌توانید برای انتخاب ویژگی‌های فیزیک از منوی زمینه، روی Convected Wave Equation، Time Explicit کلیک راست کنید .
تنظیمات
Label نام رابط فیزیک پیش فرض است .
Name عمدتاً به عنوان پیشوند دامنه برای متغیرهای تعریف شده توسط رابط فیزیک استفاده می شود. به چنین متغیرهای رابط فیزیک در عبارات با استفاده از الگوی <name> مراجعه کنید.<variable_name> . به منظور تمایز بین متغیرهای متعلق به 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 پیش فرض (برای اولین رابط فیزیک در مدل) cwe است .
پارامترهای فیلتر برای لایه های جذب کننده
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید . در قسمت Filter Parameters for Absorbing Layers می توانید مقادیر تنظیم شده برای فیلتر مورد استفاده در لایه های جذبی را تغییر داده و کنترل کنید . مقادیر پارامترهای فیلتر تعریف شده در اینجا در تمام لایه های جذب اضافه شده به مدل استفاده می شود و مقدار پارامترهای فیلتر فعال شده در مدل ماده ( مدل معادله موج همرفت ) را لغو می کند. مقادیر پیش‌فرض پارامترهای فیلتر α ، ηc و sبه ترتیب روی 0.1، 0.01 و 2 تنظیم می شوند. در داخل لایه جاذب استفاده از فیلتری که خیلی تهاجمی نباشد بسیار مهم است زیرا باعث انعکاس کاذب می شود.
) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید . در قسمت Filter Parameters for Absorbing Layers می توانید مقادیر تنظیم شده برای فیلتر مورد استفاده در لایه های جذبی را تغییر داده و کنترل کنید . مقادیر پارامترهای فیلتر تعریف شده در اینجا در تمام لایه های جذب اضافه شده به مدل استفاده می شود و مقدار پارامترهای فیلتر فعال شده در مدل ماده ( مدل معادله موج همرفت ) را لغو می کند. مقادیر پیش‌فرض پارامترهای فیلتر α ، ηc و sبه ترتیب روی 0.1، 0.01 و 2 تنظیم می شوند. در داخل لایه جاذب استفاده از فیلتری که خیلی تهاجمی نباشد بسیار مهم است زیرا باعث انعکاس کاذب می شود. | برای اطلاعات کلی در مورد فیلتر، بخش پارامترهای فیلتر را در قسمت Wave Form PDE در راهنمای مرجع Multiphysics COMSOL ببینید. |
تنظیمات معادله (فقط متقارن محوری دو بعدی)
این بخش فقط در دوبعدی متقارن محوری موجود است . به طور پیش فرض اغتشاش سرعت صوتی u تنها دو جزء فرض می شود: مولفه شعاعی u r و مولفه محوری u z . می‌توانید کادر بررسی شامل اجزای خارج از صفحه را انتخاب کنید تا سومین مؤلفه محیطی را فعال کنید 
، که از نظر فیزیکی فقط اگر جریان میانگین پس‌زمینه مؤلفه مربوطه را داشته باشد، می‌تواند غیر صفر باشد.
، که از نظر فیزیکی فقط اگر جریان میانگین پس‌زمینه مؤلفه مربوطه را داشته باشد، می‌تواند غیر صفر باشد.گسسته سازی
در این بخش می توانید گسسته سازی را برای فشار آکوستیک و سرعت آکوستیک انتخاب کنید . به صورت پیش‌فرض، هر دو روی Quartic تنظیم می‌شوند (رتبه چهارم). استفاده از عناصر کوارتیک همراه با اندازه مش برابر با تقریباً نصف طول موج قابل تفکیک، منجر به بهترین عملکرد در هنگام استفاده از روش dG می شود. برای جزئیات بیشتر به بخش مش بندی، گسسته سازی و حل کننده ها مراجعه کنید .
 | هنگام اتصال یک رابط جریان سیال به معادله موج همرفت، رابط زمان صریح، داشتن تنظیمات ثابت برای تابع شکل هندسه و گسسته سازی فیزیک مهم است. تنظیم خودکار برای تابع شکل هندسه (در بخش عناصر مش منحنی در تنظیمات گره اجزاء) منجر به یک نمایش هندسه خطی برای تناسب با رابط جریان سیال می شود . این می تواند منجر به خطاهای عددی در هنگام حل معادله موج همرفت شود، فیزیک زمان صریح به عنوان پیش فرض استفاده از مرتبه چهارم ( Quartic)) گسسته سازی فضایی متغیرهای وابسته. خطاها معمولاً زمانی رخ می‌دهند که مرزهای منحنی در مدل وجود داشته باشد یا هنگام استفاده از جفت‌های چندفیزیکی. برای رفع این مشکل تابع شکل هندسه را به لاگرانژ درجه دوم تغییر دهید . اگر تنظیمات در یک مدل ناسازگار باشد، یک هشدار در حل کننده با متن داده می شود: ترتیب تابع شکل هندسی با گسسته سازی متغیرهای وابسته سازگار نیست. در قسمت Curved Mesh Element در تنظیمات گره Component، ترتیب تابع شکل هندسی را به درجه دوم لاگرانژ در نظر بگیرید. |
متغیرهای وابسته
متغیرهای وابسته (متغیرهای میدان) مولفه های فشار آکوستیک ، سرعت آکوستیک و سرعت آکوستیک هستند . نام ها را می توان تغییر داد، اما نام فیلدها و متغیرهای وابسته باید در یک مدل منحصر به فرد باشد.
 |
|
 |
|
