گیرنده توده ای با کوپلینگ کامل ویبروآکوستیک

گیرنده توده ای با کوپلینگ کامل ویبروآکوستیک

PDF

گیرنده توده ای با کوپلینگ کامل ویبروآکوستیک
معرفی
هنگامی که شبیه سازی ها در توسعه دستگاه های تلفن همراه، لوازم الکترونیکی مصرفی، سمعک ها یا هدست ها دخالت دارند، باید نحوه تعامل مبدل ها با بقیه سیستم را در نظر گرفت. در اینجا، ما تجزیه و تحلیل تعامل بین پایه عایق ارتعاش و مبدل سمعک مینیاتوری را با استفاده از یک نمایش توده‌ای از مبدل نشان خواهیم داد. مدل توده ای به عنوان یک مدار الکتروآکوستیک معادل ساده شده است. سپس ویژگی‌های ارتعاش و آکوستیک مدل توده‌ای با یک مدل چندفیزیکی سیستم جداسازی ارتعاش همراه می‌شوند تا به تجزیه و تحلیل کامل سیستم دست یابند.
در این مدل، مبدل سمعک مینیاتوری یک گیرنده آرمیچر متعادل Knowles™ TEC-30033 است، یک بلندگوی مینیاتوری که معمولاً در بسته‌های سمعک با کارایی بالا استفاده می‌شود. یک روش متداول برای جداسازی ارتعاش گیرنده، اتصال آن به انتهای آزاد یک لوله کنسولی است. لوله صدا را به نوک گوش و مجرای گوش هدایت می کند و در عین حال انرژی ارتعاشی ارسال شده به بسته سمعک را کاهش می دهد، شکل 1 را ببینید . این مدل یک مجموعه آزمایشی را تکرار می کند که شامل یک لوله سیلیکونی به طول 9 میلی متر و قطر داخلی 1 میلی متر است که به یک کوپلر 2 سی سی وصل شده است، یک حفره مشترک 2 سانتی متر مکعبی که به عنوان بار صوتی استفاده می شود . تنظیمات در شکل 5 نشان داده شده است .
خواص الکتریکی، مغناطیسی، مکانیکی و صوتی داخلی گیرنده خطی شده و با توپولوژی شبکه الکتریکی 1 نشان داده شده است . نیروهای مکانیکی درون شبکه کاوش می شوند و به عنوان بارهای جسم صلب به گیرنده اعمال می شوند. فشار صوتی خروجی و حرکت سفت و سخت بدنه گیرنده با مدل المان محدود (FEM) اتصال لوله سیلیکونی و جفت کننده صوتی همراه است. تلفات ترموویسکوز در لوله باریک با استفاده از رویکرد همگن ارائه شده توسط ویژگی آکوستیک ناحیه باریک در رابط آکوستیک فشار، دامنه فرکانس گنجانده شده است .
پاسخ صوتی شبیه‌سازی‌شده در کوپلر و ویژگی‌های ارتعاش به‌دست‌آمده در مدل با اندازه‌گیری‌ها مقایسه می‌شوند. پاسخ صوتی از میکروفون کوپلر و ویژگی های ارتعاش از اندازه گیری های ارتعاش سنج لیزری به دست می آید.
این مدل نشان می‌دهد که چگونه می‌توان کوپلینگ بین مدل مدار معادل (نمایش SPICE) و دامنه صلب مورد استفاده برای مدل‌سازی گیرنده را تنظیم کرد. این رویکرد امکان شبیه‌سازی کامل سیستم، برای مثال، یک سمعک را بدون نیاز به مدل دقیق گیرنده فراهم می‌کند. این می تواند برای مطالعه مسیر فیدبک ارتعاشی کامل بین گیرنده (بلندگوی مینیاتوری) و میکروفون استفاده شود.
توجه: این مدل توسعه‌ای از گیرنده لامپ متصل به راه‌اندازی آزمایشی با یک آموزش کوپل 0.4 سی‌سی است که در آن فقط آکوستیک در نظر گرفته می‌شود. آموزش حاضر همچنین مدل متفاوتی از گیرنده آرمیچر متعادل را در نظر می گیرد.
توجه: این مدل به ماژول آکوستیک، ماژول مکانیک سازه و ماژول AC/DC نیاز دارد.
شکل 1: (سمت چپ) نمایش شماتیک مسیر بازخورد ارتعاش از گیرنده (بلندگوی مینیاتوری) به میکروفون در سمعک پشت گوش (BTE). (راست) طرحی از نحوه قرارگیری BTE روی گوش انسان از جمله دریچه ای که صدا در آن نشت می کند.
تعریف مدل
بلندگوهای مینیاتوری و مبدل‌های دیگر در بسیاری از محصولات الکترونیکی مصرفی مدرن مانند تلفن‌های هوشمند، جوانه‌های گوش، تبلت‌ها و سمعک‌ها استفاده می‌شوند. در اکثر این برنامه ها، مطلوب است که کیفیت صدا بهینه شود و محصول کوچک شود. برای کاربردهای خاص، مانند سمعک، حداکثر سطح خروجی نیز مهم است. در همه موارد، درک رفتار صوتی و ارتعاشی به منظور جلوگیری از اثرات بازخورد، به عنوان مثال، مهم است. مثال خاصی از ادغام یک گیرنده آرمیچر متعادل (یا به سادگی گیرنده، نامی که برای بلندگوی مینیاتوری در سمعک داده شده است) در یک سمعک پشت گوش یا BTE به طور شماتیک در شکل 1 نشان داده شده است .. شکل مقطعی از سمعک، محل مبدل ها، لوله قالب گوش و مسیر احتمالی بازخورد را نشان می دهد. مسیر بازخورد یا توسط صدا در لوله (ایجاد ارتعاشاتی که به میکروفون‌ها متصل می‌شود)، مستقیماً به صورت ارتعاشات مکانیکی (فلش‌های قرمز) یا زمانی که صدا از طریق لوله قالب، کانال گوش و دریچه به بیرون منتقل می‌شود، توسط صدا ایجاد می‌شود. میکروفون ها این مسیرهای بازخورد متفاوت باید به صورت احتمالاً مجزا درک شوند.
یک مدل ارتعاشی-الکترو-آکوستیک چندفیزیکی کامل از یک مبدل مینیاتوری به خودی خود بسیار پیچیده است. رندر یک مبدل گیرنده آرمیچر متعادل را می توان در شکل 2 مشاهده کرد . این بدان معنی است که اگر تمام فیزیک با جزئیات با یک مدل FEM مدل‌سازی شود، وظیفه درک یکپارچگی سیستم آن می‌تواند به راحتی از نظر محاسباتی گران شود. به همین دلیل است که نمایش یکپارچه از رفتار الکتروآکوستیک و ویژگی‌های ارتعاش مبدل‌ها برای فعال کردن یک شبیه‌سازی کامل سیستم مطلوب است.
به طور خاص در این آموزش، یک گیرنده Knowles™ TEC-30033 توسط یک مدار معادل توده‌ای مدل‌سازی می‌شود ( شکل 4 را ببینید ) که با حرکت یک حوزه جسم صلب با خواص جرمی مبدل همراه شده است ( شکل 3 را ببینید ). دامنه صلب با مرکز جرم cm و گشتاور اینرسی I مشخص می شود . هر دو را می توان از یک نقشه دقیق CAD مبدل استخراج کرد. در COMSOL، این کار را می توان با استفاده از ویژگی Mass Properties موجود در گره Definitions انجام داد .
شکل 2: ارائه ساختار داخلی یک گیرنده آرمیچر متعادل، © Knowles Electronics LLC. مدل‌سازی دقیق سیستم از نظر محاسباتی بسیار سخت است و به میدان‌های الکترومغناطیسی، ارتعاشات ساختاری و آکوستیک از جمله تلفات ترموویسکوز نیاز دارد. تصویر از شرکت Knowles Electronics LLC، ایلینوی ایالات متحده آمریکا.
از آنجایی که جهت گیری و مکان گیرنده می تواند در یک شبیه سازی کامل سیستم دلخواه باشد، خواص مکانیکی آن با توجه به مرکز هندسی g جعبه گیرنده و جهت گیری محلی گیرنده داده می شود. مرکز هندسی دامنه صلب مربوط به گیرنده در مدل با استفاده از ویژگی Mass Properties با بیان تراکم واحد محاسبه می‌شود. جهت مبدل با تنظیم یک سیستم بردار پایه تعریف شده از طریق یک صفحه کاری هندسی (قرار گرفته در بالای جعبه گیرنده) داده می شود. سطح کار و سیستم مختصات محلی را می توان در شکل 3 مشاهده کرد . با استفاده از این روش، مکان و جهت مبدل به راحتی تعریف می شود.
سپس مکان مرکز جرم cm در سیستم مختصات جهانی به وسیله داده می شود
(1)
جایی که مرکز جرم در سیستم گیرنده محلی مختصات است و ماتریس تبدیل مختصات است. ماتریس تبدیل به طور خودکار توسط ویژگی Base Vector System تعریف می شود . مولفه ها توسط متغیرهای sys2.invT11 ، sys2.invT12 ، sys2.invT13 و غیره داده می شوند. مختصات مرکز جرم به عنوان متغیرهایی در زیر گره Receiver Variables در تعاریف تعریف می شوند .
شکل 3: سیستم مختصات محلی با افزودن یک صفحه کاری در سطح جعبه گیرنده تعریف شده است. در قسمت داخلی، شماتیکی از نیروها و گشتاور اعمال شده روی گیرنده، © Knowles Electronics LLC. اینها به دلیل حرکت آرمیچر و دیافراگم است ( شکل 2 را ببینید ). تصویر از شرکت Knowles Electronics LLC، ایلینوی ایالات متحده آمریکا.
توپولوژی مدل مدار مبدل در شکل 4 نشان داده شده است . شبکه مدار معادل به عنوان یک تعریف زیرمدار در رابط مدار الکتریکی وارد می شود . چنین شبکه ای قادر است عملکرد الکتروآکوستیک اکثر گیرنده های آرمیچر متعادل تولید شده توسط Knowles را به تصویر بکشد. شبکه نشان دهنده بخش های الکترومغناطیسی، مکانیکی و صوتی گیرنده است (رنگ های مختلف در نمودار). آکوستیک در مدار با استفاده از گزینه اتصال مدار در شرایط پورت توده ای به صورت دو طرفه به دامنه اجزای محدود کوپل می شود .
شکل 4: نمایش مدار برآمده از گیرنده آرمیچر متعادل، © Knowles Electronics LLC. توجه داشته باشید که جزء Karm در این شماتیک یک نیمه خازن است. در اجرای COMSOL با یک مقاومت با مقاومت وابسته به فرکانس جایگزین می شود. تصویر از شرکت Knowles Electronics LLC، ایلینوی ایالات متحده آمریکا.
مشخصات ارتعاش گیرنده با اعمال نیرو و گشتاور به مرکز جرم حوزه صلب مدل‌سازی می‌شود. کوپلینگ ارتعاش مکانیکی تنها از یک جهت فعال است، زیرا تأثیر ارتعاشات خارجی در شرایط عملیاتی عادی کم است. از سوی دیگر، آکوستیک باید به صورت دو طرفه جفت شود. نیروها و ممان اعمال شده (در سیستم مختصات گیرنده محلی) را می توان در قسمت داخلی شکل 3 مشاهده کرد . مقادیر توسط متغیرهای Fx , Fz , و My داده می شوند که در متغیرهای گیرنده نیز تعریف شده اند . مقادیر به صورت زیر تعریف می شوند:
Fx = Fx1*cir.X1_LEFF_v+Fx2*cir.X1_LMECH2_v
Fz = Fz1*cir.X1_LEFF_v+Fz2*cir.X1_LMECH2_v
My = My1*cir.X1_LEFF_v+My2*cir.X1_LMECH2_v
آنها ولتاژهای بخش مکانیکی سیستم ادویه را به نیروها و گشتاورهای خارجی مرتبط می کنند. ثابت های تناسب Fx1 ، Fx2 ، Fz1 ، Fz2 ، My1 و My2 تحت پارامترها تعریف شده اند و برای هر مدل گیرنده منحصر به فرد هستند.
نتایج و بحث
سیستم شبیه‌سازی شده مطابق با تنظیمات آزمایش جداسازی ارتعاش واقعی است که در شکل 5 نشان داده شده است . این سیستم از گیرنده TEC-30033، لوله انعطاف پذیر و حجم کوپلر 2 سی سی تشکیل شده است. در آزمایش، پاسخ فشار توسط میکروفون اندازه‌گیری در کوپلر و ارتعاشات مبدل با استفاده از ارتعاش سنج لیزری اندازه‌گیری می‌شود. فشار و پاسخ ارتعاش شبیه سازی شده با داده های تجربی مقایسه شده است.
شکل 5: راه اندازی آزمایشی متشکل از گیرنده TEC، لوله قالب گوش، و جفت کننده 2 سی سی، © Knowles Electronics LLC. پاسخ صوتی توسط میکروفون واقع در کوپلر و ارتعاشات گیرنده توسط ارتعاش سنج لیزری اندازه گیری می شود. تصویر از شرکت Knowles Electronics LLC، ایلینوی ایالات متحده آمریکا.
پاسخ سطح فشار صوت در کوپلر در شکل 6 نشان داده شده است . توافق بین اندازه گیری ها و شبیه سازی COMSOL خوب است. توجه داشته باشید که اندازه گیری ها فقط از 100 هرتز تا 10 کیلوهرتز انجام شده است. از آنجایی که نمایش مبدل یکپارچه در بالاترین فرکانس ها کاملا معتبر نیست، اختلاف در بالاترین فرکانس ها مورد انتظار است.
شکل 6: سطح فشار صدا در میکروفون. مقایسه نتایج شبیه‌سازی (منحنی آبی) و نتایج اندازه‌گیری‌ها (منحنی سبز).
پاسخ ارتعاش، که با دامنه سرعت در جهت محلی x و z تعریف شده است، در شکل 7 و شکل 8 نشان داده شده است . داده های اندازه گیری شده شامل دو سری اندازه گیری است که به طور مستقل توسط دو گروه در صنعت سمعک انجام شده است. نتایج تطابق خوبی را نشان می‌دهند، اما حساسیت در اندازه‌گیری‌ها را نیز نشان می‌دهند. تغییرات کوچک در طول واقعی لوله قالب گوش یا تغییرات خواص مواد لوله سیلیکونی، می تواند هم دامنه و هم محل رزونانس ها را تغییر دهد. این نوع حساسیت را می توان با استفاده از شبیه سازی با تغییر هندسه یا پارامترهای مواد مطالعه کرد.
پاسخ سرعت در جهت محلی y در شکل 9 نشان داده شده است . به دلیل جهت گیری مدل و نیروهای اعمال شده، مقادیر نویز عددی در نظر گرفته می شوند. به مقادیر کم در مقیاس دسی بل توجه کنید.
شکل 7: سرعت ارتعاش در جهت x (محلی) (به داخل شکل 3 مراجعه کنید ). مقایسه بین نتایج شبیه‌سازی و دو سری اندازه‌گیری مستقل.
شکل 8: سرعت ارتعاش در جهت z (محلی) (به داخل شکل 3 مراجعه کنید ). مقایسه بین نتایج شبیه‌سازی و دو سری اندازه‌گیری مستقل.
شکل 9: سرعت ارتعاش در جهت (محلی) y. مقادیر آنقدر پایین هستند که اساساً با نویز عددی مطابقت دارد.
جابجایی مبدل و لوله قالب، توزیع فشار در لوله قالب و کوپلر و همچنین توزیع سطح فشار صدا در فرکانس‌های 10 هرتز، 100 هرتز، 1 کیلوهرتز و 10 کیلوهرتز در شکل 10 نشان داده شده است . ، به ترتیب شکل 11 و شکل 12 . تجزیه و تحلیل دقیق ویژگی های فرکانس در سایر فرکانس های مورد مطالعه را می توان در مدلی مشاهده کرد که در آن سیستم از 10 هرتز تا 10 کیلوهرتز در مراحل اکتاو 1/12 حل می شود.
شکل 10: جابجایی گیرنده و لوله قالب گوش برای فرکانس های 10 هرتز، 100 هرتز، 1 کیلوهرتز و 10 کیلوهرتز.
شکل 11: توزیع فشار در لوله قالب گوش و حجم کوپلر برای 10 هرتز، 100 هرتز، 1 کیلوهرتز و 10 کیلوهرتز.
شکل 12: توزیع سطح فشار صدا در لوله قالب گوش و حجم اتصال دهنده برای 10 هرتز، 100 هرتز، 1 کیلوهرتز و 10 کیلوهرتز.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
در این مدل، تلفات ویسکوزیته و حرارتی مرتبط با لایه مرزی آکوستیک در لوله باریک با استفاده از ویژگی آکوستیک ناحیه باریک در آکوستیک فشار مدل‌سازی می‌شود. هزینه محاسباتی در مقایسه با مدل آکوستیک کامل ترموویسکوز کم است و برای سازه های طولانی با مقطع ثابت تلفات دقیق است. با این حال، برای ساختارهای هندسی پیچیده، باید از رابط های Thermoviscous Acoustics استفاده شود. همچنین توجه داشته باشید که تلفات مربوط به پرش امپدانس از لوله باریک به کوپلر شامل نمی شود.
رابط مدار الکتریکی از واحدهای الکتریکی استفاده می کند. تبدیل واحدهای الکتریکی به واحدهای صوتی به صورت خودکار در ویژگی پورت Lumped با واحدهای لازم انجام می شود. به عنوان مثال، ولتاژی که نشان دهنده فشار صوتی در ورودی مبدل است به ولت تبدیل می شود و در نتیجه واحدهای الکتریکی معادل صحیح ولت ایجاد می شود.
در مدل مدار معادل توده‌ای گیرنده، اثرات تغییر در عمق پوست جریان‌های گردابی در آرمیچر فولادی توسط یک نیمه خازن، یک جزء ویژه با ورودی پیچیده متناسب با ریشه دوم i ω تقریب‌آمیز است . در لیست شبکه توپولوژی معادل مدار SPICE وارد شده (در مدل فایل lumped_receiver_vibroacoustic_TEC30033.cir وارد شده است)، مقدار این جزء، در اینجا یک مقاومت، به طور موقت روی 1 تنظیم می شود، با استفاده از:
RKarm KN020 KN040 1
سپس مقدار صحیح این مؤلفه به صورت دستی، به عنوان یک فرمول، وارد می شود تا با نماد COMSOL مطابقت داشته باشد:
1[اهم]/(G_arm*sqrt(i*2*pi*freq[1/Hz]))
جایی که G_arm یک پارامتر افزایش با مقدار ثابت است.
مسیر کتابخانه برنامه: Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/lumped_receiver_vibroacoustic
دستورالعمل مدلسازی
این دستورالعمل‌های مدل‌سازی برای تنظیم مدل، حل، و ایجاد نمودارهای پس پردازش است. دستورالعمل های مدل سازی هندسه در آخرین بخش در انتهای این سند قرار دارد.
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی  Model  Wizard کلیک کنید .
مدل جادوگر
1
در پنجره Model  Wizard ، روی  3D کلیک کنید .
2
در درخت Select  Physics ، AC/DC>Electrical  Circuit  (cir) را انتخاب کنید .
3
روی افزودن کلیک کنید .
4
در درخت Select  Physics ، Structural  Mechanics>Solid  Mechanics  (جامد) را انتخاب کنید .
5
روی افزودن کلیک کنید .
6
در درخت Select  Physics ، Acoustics>Pressure  Acoustics>Pressure  Acoustics،  Frequency  Domain  (acpr) را انتخاب کنید .
7
روی افزودن کلیک کنید .
8
 روی مطالعه کلیک کنید .
9
در درخت انتخاب  مطالعه ، General  Studies>Frequency  Domain را انتخاب کنید .
10
 روی Done کلیک کنید .
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions روی Parameters  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید .
3
 روی Load  from  File کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_parameters.txt دوبار کلیک کنید .
هندسه 1
1
در نوار ابزار Geometry ، روی Insert  Sequence کلیک کنید و Insert  Sequence را انتخاب کنید .
2
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_geom_sequence.mph دوبار کلیک کنید .
3
در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن  همه کلیک کنید .
صفحه کار 3 (wp3)
1
در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار  کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای صفحه کار  ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید .
3
از لیست نوع هواپیما  ، Face parallel را انتخاب کنید .
4
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
5
در شی rot1(1) فقط مرز 4 را انتخاب کنید.
6
برای گسترش بخش Local  Coordinate  System کلیک کنید . در قسمت متن چرخش ، 180 را تایپ کنید .
7
 روی Build  All  Objects کلیک کنید .
هندسه با سیستم مختصات ایجاد شده توسط صفحه کار در شکل 3 نشان داده شده است . سیستم مختصات محلی برای جهت دهی نیروها و ممان اعمال شده بر روی گیرنده استفاده می شود.
به گره Definitions بروید و متغیرها را اضافه کنید، انتخاب ها، عملگرهای یکپارچه سازی را ایجاد کنید و گره Mass Properties را اضافه کنید . آخرین مورد برای محاسبه مرکز هندسی جعبه گیرنده استفاده می شود. مرکز جرم و سایر کمیت ها نسبت به مرکز هندسی تعریف می شوند.
تعاریف
متغیرهای اصلی
1
در پنجره Model  Builder ، گره Component   (comp1)>Definitions را گسترش دهید .
2
روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید .
3
در پنجره تنظیمات متغیرها ، Main Variables را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
4
قسمت Variables را پیدا کنید .  روی Load  from  File کلیک کنید .
5
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_variables_main.txt دوبار کلیک کنید .
متغیرهای گیرنده
1
روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات متغیرها ، Receiver Variables را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Variables را پیدا کنید .  روی Load  from  File کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_variables_receiver.txt دوبار کلیک کنید .
Mass Properties 1 (mass1)
1
روی Definitions کلیک راست کرده و Physics  Utilities>Mass  Properties را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Mass  Properties ، بخش Source  Selection را پیدا کنید .
3
 روی Clear  Selection کلیک کنید .
4
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
5
فقط دامنه 1 را انتخاب کنید.
6
 روی دکمه Wireframe  Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
مبدل
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Transducer را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
فقط دامنه های 1، 2 و 5 را انتخاب کنید.
لوله ی داخلی
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Inner Tube را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
فقط دامنه های 10، 16 و 19 را انتخاب کنید.
تعامل آکوستیک سازه
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Acoustic-Structure Interaction را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Input  Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی  ، Boundary را انتخاب کنید .
4
فقط مرزهای 35، 36، 40 و 43 را انتخاب کنید.
ورودی
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Inlet را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Input  Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی  ، Boundary را انتخاب کنید .
4
فقط مرز 34 را انتخاب کنید.
میکروفون
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Microphone را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Input  Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی  ، Boundary را انتخاب کنید .
4
فقط Boundary 78 را انتخاب کنید.
لوله سیلیکونی
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Silicone Tubing را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
فقط دامنه های 3، 4، 6-9، 11، 12، 14، 15، 17 و 18 را انتخاب کنید.
دامنه های جامد
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Union کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Union ، Solid Domains را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Input  Entities را پیدا کنید . در قسمت Selections  to  add ، روی  Add کلیک کنید .
4
در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، مبدل و لوله سیلیکونی  را انتخاب کنید .
5
روی OK کلیک کنید .
دامنه های هوایی
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Air Domains را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
فقط دامنه های 10، 13، 16 و 19 را انتخاب کنید.
ادغام 1 (در اول)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal  Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ادغام ، عبارت intop_mic را در قسمت متن نام اپراتور  تایپ کنید .
3
بخش انتخاب منبع  را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید .
4
از لیست انتخاب ، میکروفون را انتخاب کنید .
از مختصات تعریف شده در صفحه کاری 3 برای تعریف یک سیستم مختصات بردار پایه برای استفاده در فیزیک استفاده کنید. سپس به تنظیم مواد ادامه دهید.
سیستم بردار پایه 2 (sys2)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Coordinate  Systems کلیک کنید و Base  Vector  System را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای سیستم بردار پایه  ، قسمت Relative to System را از بخش Geometry پیدا کنید .
3
از لیست Work  Plane ، Work  Plane   (wp3) را انتخاب کنید .
تعاریف
در پنجره Model  Builder ، گره Component   (comp1)>Definitions را جمع کنید .
هندسه 1
در پنجره Model  Builder ، گره Component   (comp1)>Geometry  1 را جمع کنید .
مواد را اضافه کنید
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Material کلیک کنید تا پنجره Add  Material باز شود .
2
به پنجره Add  Material بروید .
3
در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید .
4
روی Add  to  Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
مواد
آب (مت1)
1
در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی  را پیدا کنید .
2
از فهرست انتخاب ، Air  Domains را انتخاب کنید .
لوله (سیلیکون)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Materials کلیک راست کرده و Blank  Material را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات مواد ، لوله (سیلیکون) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
قسمت انتخاب موجودیت هندسی  را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، لوله سیلیکونی را انتخاب کنید .
4
قسمت محتوای مواد  را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
ویژگی
متغیر
ارزش
واحد
گروه اموال
مدول یانگ
E
7e6 [Pa]
پا
مدول یانگ و نسبت پواسون
نسبت پواسون
نه
0.47
1
مدول یانگ و نسبت پواسون
تراکم
rho
1100 [kg/m^3]
کیلوگرم بر متر مکعب
پایه ای
5
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Material کلیک کنید تا پنجره Add  Material بسته شود .
به تنظیم فیزیک ادامه دهید. ابتدا، انتخاب های دو حوزه فیزیک (آکوستیک و مکانیک جامدات) را اضافه کنید و توجه داشته باشید که هشدار در گره مواد ناپدید می شود. سپس به تنظیمات دقیق فیزیک بروید.
مکانیک جامدات (جامدات)
1
در پنجره تنظیمات برای Solid  Mechanics ، بخش انتخاب دامنه  را پیدا کنید .
2
از لیست Selection ، Solid  Domains را انتخاب کنید .
آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (ACPR)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component   (comp1) روی Pressure  Acoustics,  Frequency  Domain  (acpr) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای آکوستیک فشار ،  دامنه فرکانس ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید .
3
از فهرست انتخاب ، Air  Domains را انتخاب کنید .
در فیزیک مدار الکتریکی ، مدل یکپارچه گیرنده Knowles TEC-30033 را با بارگذاری مدار SPICE آن تنظیم کنید. سپس منبع ولتاژی که گیرنده را هدایت می کند و کوپلینگ خارجی را به آکوستیک، یعنی فشار در خروجی بلندگوی مینیاتوری تنظیم کنید.
مدار الکتریکی (دایره)
تعریف مدار فرعی TEC30033 (TEC30033)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component   (comp1) روی Electrical  Circuit  (cir) کلیک راست کرده و Import  SPICE  Netlist را انتخاب کنید .
2
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_TEC30033.cir دوبار کلیک کنید .
مقاومت RKARM (RKARM)
1
در پنجره Model  Builder ، گره Subcircuit  Definition  TEC30033  (TEC30033) را گسترش دهید ، سپس روی Resistor  RKARM  (RKARM) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مقاومت ، قسمت Device  Parameters را پیدا کنید .
3
در قسمت متن R ، GKarm را تایپ کنید .
تعریف مدار فرعی TEC30033 (TEC30033)
در پنجره Model  Builder ، گره Subcircuit  Definition  TEC30033  (TEC30033) را جمع کنید .
مدار فرعی 1 (X1)
1
در نوار ابزار Electrical Circuit ، روی  Subcircuit  Instance کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمونه مدار فرعی  ، بخش اتصالات گره را پیدا کنید .
3
از لیست پیوند نام  مدار فرعی ، Subcircuit Definition TEC30033 (TEC30033) را انتخاب کنید .
4
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام گره های محلی
نام گره ها
P1
p1
N1
0
P2
p2
N2
0
منبع ولتاژ 1 (V1)
1
در نوار ابزار مدار الکتریکی ، روی منبع  ولتاژ  کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات منبع ولتاژ  ، بخش اتصالات گره را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
برچسب
نام گره ها
پ
p1
n
0
4
قسمت Device  Parameters را پیدا کنید . در قسمت متن src ، V0 را تایپ کنید .
خارجی I در مقابل U 1 (IvsU1)
1
در نوار ابزار Electrical Circuit ،  External   در مقابل  U را کلیک کنید .
منبع خارجی را که در آکوستیک فشار به پورت Lumped جفت می شود، تنظیم کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای External   در مقابل  U ، بخش Node  Connections را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
برچسب
نام گره ها
پ
p2
n
0
اکنون، فیزیک مکانیک جامدات را تنظیم کنید . میرایی را به لوله قالب سیلیکونی اضافه کنید (و خاصیت مواد آن را مشخص کنید) و سپس به تنظیم خواص مواد سفت و سخت ادامه دهید . مبدل از طریق حرکت جسم صلب با مرکز جرم و گشتاور اینرسی مدل سازی می شود. ویژگی‌های حرکت و ارتعاش با جفت کردن مدل ادویه توده‌ای به حوزه صلب با اعمال نیرو و گشتاور داده می‌شود.
مکانیک جامدات (جامدات)
مواد الاستیک خطی 1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component   (comp1)> Solid  Mechanics  (solid) روی Linear  Elastic  Material  1 کلیک کنید .
میرایی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Damping را انتخاب کنید .
2
در پنجره Settings for Damping ، بخش Damping  Settings را پیدا کنید .
3
از لیست نوع میرایی  ، ضریب تلفات ایزوتروپیک را انتخاب کنید .
مواد
لوله (سیلیکون) (mat2)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component   (comp1)>Materials روی Tubing  (Silicone)  (mat2) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material  Contents را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
ویژگی
متغیر
ارزش
واحد
گروه اموال
عامل تلفات ساختاری ایزوتروپیک
eta_s
0.1
1
پایه ای
مکانیک جامدات (جامدات)
مواد سفت و سخت 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Rigid  Material را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مواد سفت و سخت  ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید .
3
از لیست انتخاب ، مبدل را انتخاب کنید .
4
قسمت Density را پیدا کنید . از لیست ρ ، User  defined را انتخاب کنید . قسمت مرکز  چرخش  را پیدا کنید . از لیست، User  defined را انتخاب کنید .
5
بردار X c را به صورت مشخص کنید
 
CMx
ایکس
CMy
y
CMz
z
جرم و لحظه اینرسی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Mass  and  Moment  of  Inertia را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات جرم  و  لحظه  اینرسی  ، قسمت انتخاب سیستم مختصات را پیدا کنید .
3
از لیست Coordinate  system ، Base  Vector  System   (sys2) را انتخاب کنید .
4
قسمت Center  of  Mass را پیدا کنید . از لیست، User  defined را انتخاب کنید .
5
بردار X m را به صورت مشخص کنید
 
CMx
ایکس
CMy
y
CMz
z
6
بخش جرم  و  لحظه  اینرسی  را پیدا کنید . در قسمت متن m ، Mass را تایپ کنید .
7
از لیست، Symmetric را انتخاب کنید .
8
در جدول I تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
IXX
آیکسی
Ixz
آیکسی
بله
اییز
Ixz
اییز
Izz
مواد سفت و سخت 1
در پنجره Model  Builder ، روی Rigid  Material  1 کلیک کنید .
نیروی کاربردی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Applied  Force را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نیروی کاربردی  ، قسمت انتخاب سیستم مختصات را پیدا کنید .
3
از لیست Coordinate  system ، Base  Vector  System   (sys2) را انتخاب کنید .
4
قسمت Location را پیدا کنید . از لیست، User  defined را انتخاب کنید .
5
بردار X p را به عنوان مشخص کنید
 
CMx
ایکس
CMy
y
CMz
z
6
قسمت Applied  Force را پیدا کنید . بردار F را به صورت مشخص کنید
 
Fx
x1
0
x2
Fz
x3
مواد سفت و سخت 1
در پنجره Model  Builder ، روی Rigid  Material  1 کلیک کنید .
لحظه کاربردی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Applied  Moment را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای لحظه کاربردی  ، قسمت Coordinate System Selection را پیدا کنید .
3
از لیست Coordinate  system ، Base  Vector  System   (sys2) را انتخاب کنید .
4
قسمت Applied  Moment را پیدا کنید . بردار M را به صورت مشخص کنید
 
0
x1
من
x2
0
x3
محدودیت ثابت 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Fixed  Constraint را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 55، 56، 60 و 63 را انتخاب کنید.
مدل آکوستیک را تنظیم کنید. ویژگی Narrow Region Acoustics برای مدل‌سازی تلفات ترموویسکوز در لوله باریک قالب استفاده می‌شود. یک شرط امپدانس RCL ساده می تواند برای مدل سازی خواص مکانیکی میکروفون واقع در انتهای کوپلر 2 سی سی استفاده شود. این مورد در اینجا حذف شده است و میکروفون صلب فرض می شود.
آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (ACPR)
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component   (comp1) روی Pressure  Acoustics,  Frequency  Domain  (acpr) کلیک کنید .
پورت انجماد 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped  Port را انتخاب کنید .
Port Lumped دارای عملکرد داخلی است که مرز پورت را با فیزیک مدار الکتریکی جفت می کند.
2
فقط مرز 34 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای پورت توده ای  ، قسمت ویژگی های پورت توده ای را پیدا کنید .
4
از لیست نوع اتصال  ، مدار را انتخاب کنید .
اکنون کوپلینگ بین پورت و مدار را نهایی کنید.
مدار الکتریکی (دایره)
خارجی I در مقابل U 1 (IvsU1)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component   (comp1)> Electrical  Circuit  (cir) روی External   در مقابل    (IvsU1) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای External   در مقابل  U ، بخش External  Device را پیدا کنید .
3
از لیست V ، ولتاژ  از  پورت یکپارچه  (acpr/lport1) را انتخاب کنید .
آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (ACPR)
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component   (comp1) روی Pressure  Acoustics,  Frequency  Domain  (acpr) کلیک کنید .
آکوستیک منطقه باریک 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Narrow  Region  Acoustics را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای آکوستیک منطقه باریک  ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید .
3
از لیست انتخاب ، Inner  Tube را انتخاب کنید .
4
قسمت خصوصیات کانال  را پیدا کنید . از لیست نوع کانال ، کانال دایره ای را انتخاب کنید .
5
در قسمت متن، Td/2 را تایپ کنید .
در نهایت، جفت چندفیزیکی بین آکوستیک و ساختار را تنظیم کنید. سپس به مش بندی ادامه دهید.
چند فیزیک
مرز ساختار آکوستیک 1 (asb1)
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Multiphysics  Couplings کلیک کنید و Boundary>Acoustic-Structure  Boundary را انتخاب کنید .
2
در پنجره Settings for Acoustic-Structure  Boundary ، قسمت Boundary  Selection را پیدا کنید .
3
از لیست انتخاب ، تعامل Acoustic-Structure  را انتخاب کنید .
مش 1
در این مدل مش به صورت دستی تنظیم می شود. با افزودن مستقیم اجزای مش مورد نظر ادامه دهید. از یک توری جارو شده در میان جامدات استفاده کنید تا مطمئن شوید که حداقل عناصر در ضخامت وجود دارد. این کار برای اطمینان از اینکه سفتی خمشی به درستی گرفته شده است انجام می شود.
نقشه برداری 1
1
در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Mapped را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 10، 11، 17، 20 و 24 را انتخاب کنید.
توزیع 1
1
روی Mapped  کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
2
فقط لبه های 24، 32 و 33 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
4
در فیلد متنی Number  of  element ، 3 را تایپ کنید .
اندازه
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component   (comp1)>Mesh  1 روی Size کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر  را پیدا کنید .
3
روی دکمه Custom کلیک کنید .
4
قسمت پارامترهای اندازه عنصر  را پیدا کنید . در قسمت متن حداکثر اندازه عنصر ، 2*Td را تایپ کنید .
5
در قسمت متنی Minimum  size element  ، Td/2 را تایپ کنید .
جارو 1
1
در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه  را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، دامنه را انتخاب کنید .
4
فقط دامنه های 2-12 و 14-19 را انتخاب کنید.
سایز 1
1
روی Swept  کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر  را پیدا کنید .
3
روی دکمه Custom کلیک کنید .
4
قسمت پارامترهای اندازه عنصر  را پیدا کنید .
5
کادر انتخاب حداکثر  اندازه عنصر را  انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Td/2 را تایپ کنید .
چهار وجهی رایگان 1
1
در نوار ابزار Mesh ، روی  Free  Tetrahedral کلیک کنید .
2
در پنجره Model  Builder ، روی Mesh  1 کلیک راست کرده و Build  All را انتخاب کنید .
مش باید به این شکل باشد.
مطالعه 1
مرحله 1: دامنه فرکانس
برخی از تنظیمات دستی حل کننده ضروری است. پیش‌فرض ترکیب فعلی فیزیک استفاده از روش حل تفکیک شده است. در این مدل استفاده از حل کننده کاملا کوپل شده ضروری است. حل کننده پیش فرض را ایجاد کنید و سپس یک تغییر کوچک ایجاد کنید. مدل از 10 هرتز تا 10 کیلوهرتز در مراحل 1/12 اکتاو حل شده است.
1
در پنجره Model  Builder ، در بخش مطالعه  1 ، روی مرحله  1:  دامنه فرکانس  کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس  ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید .
3
 روی Range کلیک کنید .
4
در کادر محاوره‌ای Range ، فرکانس‌های ترجیحی ISO را  از لیست روش ورود انتخاب کنید .
5
در قسمت متن فرکانس شروع  ، 10 را تایپ کنید .
6
در قسمت متن توقف  فرکانس ، fmax را تایپ کنید .
7
از لیست فاصله ، اکتاو 1/12  را انتخاب کنید .
8
روی Replace کلیک کنید .
9
در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
جابجایی (جامد)
به پس پردازش نتایج بروید. ابتدا از نمودارهای پیش فرض استفاده کنید و تغییراتی را برای ایجاد شکل 10 ، شکل 11 و شکل 12 انجام دهید . اگر روی نمودار سطح فشار صدا (acpr) زوم کنید ، می توانید مکان مرکز هندسی و مرکز جرم را ببینید (با استفاده از گزینه Annotation اضافه شده است ). آنها نزدیک به هم قرار دارند. پارامتر فرکانس را تغییر دهید تا به راه حل یکی از فرکانس های حل شده نگاه کنید.
در مرحله دوم، به رسم پاسخ صوتی و ارتعاش و مقایسه آن با داده های اندازه گیری ادامه دهید. با این کار شکل 6 ، شکل 7 ، شکل 8 و شکل 9 بازسازی می شود . داده های اندازه گیری به عنوان توابع درون یابی تحت گره Definitions وارد می شوند .
1
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی  ، جابجایی (جامد) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
جلد 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Displacement  (solid) را گسترش دهید ، سپس روی Volume  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای حجم ، بخش Expression را پیدا کنید .
3
در قسمت Expression text solid.disp را تایپ کنید .
4
در نوار ابزار Displacement (solid) ، روی  Plot کلیک کنید .
سطح فشار صدا (ACPR)
1
در پنجره Model  Builder ، در بخش Results روی Sound  Pressure  Level  (acpr) کلیک کنید .
2
در نوار ابزار Sound Pressure Level (acpr) ، روی  Plot کلیک کنید .
حاشیه نویسی 1
1
روی Sound  Pressure  Level  (acpr) کلیک راست کرده و Annotation را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای حاشیه نویسی ، بخش حاشیه نویسی را پیدا کنید .
3
در قسمت Text ، Center of mass را تایپ کنید .
4
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، CMx را تایپ کنید .
5
در قسمت متن y ، CMy را تایپ کنید .
6
در قسمت متن z ، CMz را تایپ کنید .
حاشیه نویسی 2
1
روی Sound  Pressure  Level  (acpr) کلیک راست کرده و Annotation را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای حاشیه نویسی ، بخش حاشیه نویسی را پیدا کنید .
3
در قسمت متن متن ، مرکز هندسی کادر را تایپ کنید .
4
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، mass1.CMX را تایپ کنید .
5
در قسمت متن y ، mass1.CMY را تایپ کنید .
6
در قسمت متن z ، mass1.CMZ را تایپ کنید .
7
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . از لیست رنگ ، قرمز را انتخاب کنید .
8
از لیست نقطه لنگر  ، پایین سمت چپ را انتخاب کنید .
9
در نوار ابزار Sound Pressure Level (acpr) ، روی  Plot کلیک کنید .
ایزورفیس 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Acoustic  Pressure,  Isosurfaces  (acpr) را گسترش دهید ، سپس روی Isosurface  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Isosurface ، بخش Levels را پیدا کنید .
3
در فیلد متنی مجموع  سطوح ، 20 را تایپ کنید .
فشار صوتی، سطوح ایزورفیس (acpr)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Acoustic  Pressure,  Isosurfaces  (acpr) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی  ، برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید .
3
از لیست نوع عنوان  ، Label را انتخاب کنید .
سیستم مختصات جلد 1
1
در نوار ابزار فشار صوتی، Isosurfaces (acpr) ، روی  More  Plots کلیک کنید و Coordinate  System  Volume را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای حجم سیستم مختصات  ، قسمت سیستم مختصات را پیدا کنید .
3
از لیست Coordinate  system ، Base  Vector  System   (sys2) را انتخاب کنید .
4
قسمت Positioning را پیدا کنید . زیربخش نقاط شبکه ای x  را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید .
5
در قسمت متن مختصات ، CMx را تایپ کنید .
6
زیربخش نقاط شبکه ای y  را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید .
7
در قسمت متن مختصات ، CMy را تایپ کنید .
8
زیربخش نقاط شبکه  را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید .
9
در قسمت متن مختصات ، CMz را تایپ کنید .
10
در نوار ابزار فشار صوتی، Isosurfaces (acpr) ، روی  Plot کلیک کنید .
تعاریف جهانی
درون یابی 1 (int1)
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع داده  ، فایل را انتخاب کنید .
4
 روی Browse کلیک کنید .
5
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_SPL_data.txt دوبار کلیک کنید .
6
 روی Import کلیک کنید .
7
زیربخش توابع را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام تابع
موقعیت در پرونده
SPL_data
1
درون یابی 2 (int2)
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع داده  ، فایل را انتخاب کنید .
4
 روی Browse کلیک کنید .
5
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_xvel_data_01.txt دوبار کلیک کنید .
6
در قسمت متنی Number  of  arguments ، 1 را تایپ کنید .
7
 روی Import کلیک کنید .
8
زیربخش توابع را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام تابع
موقعیت در پرونده
xvel_real_01
1
xvel_imag_01
2
درون یابی 3 (int3)
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع داده  ، فایل را انتخاب کنید .
4
 روی Browse کلیک کنید .
5
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_xvel_data_02.txt دوبار کلیک کنید .
6
 روی Import کلیک کنید .
7
در قسمت متن نام تابع  ، xvel_dB_02 را تایپ کنید .
درون یابی 4 (int4)
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع داده  ، فایل را انتخاب کنید .
4
 روی Browse کلیک کنید .
5
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_zvel_data_01.txt دوبار کلیک کنید .
6
در قسمت متنی Number  of  arguments ، 1 را تایپ کنید .
7
 روی Import کلیک کنید .
8
زیربخش توابع را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام تابع
موقعیت در پرونده
zvel_real_01
1
zvel_imag_01
2
درون یابی 5 (int5)
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع داده  ، فایل را انتخاب کنید .
4
 روی Browse کلیک کنید .
5
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_zvel_data_02.txt دوبار کلیک کنید .
6
 روی Import کلیک کنید .
7
در قسمت متن نام تابع  ، zvel_dB_02 را تایپ کنید .
نتایج
شبکه 1D 1
1
در نوار ابزار نتایج ، روی  More  Datasets کلیک کنید و Grid>Grid  1D را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Grid  1D ، قسمت Data را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع ، تابع را انتخاب کنید .
4
از لیست Function ، همه را انتخاب کنید .
5
قسمت Parameter  Bounds را پیدا کنید . در قسمت متن نام ، f را تایپ کنید .
6
در قسمت Minimum text عدد 100 را تایپ کنید .
7
در قسمت Maximum text، 10000 را تایپ کنید .
SPL در میکروفون
1
در نوار ابزار نتایج ، روی  1D  Plot  Group کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، SPL را در میکروفون در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان  ، Label را انتخاب کنید .
4
قسمت Plot  Settings را پیدا کنید .
5
کادر بررسی برچسب محور y  را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Level (dB SPL) را تایپ کنید .
6
قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x  را انتخاب کنید .
7
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین  سمت چپ را انتخاب کنید .
جهانی 1
1
روی SPL  در  میکروفون کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis  Data را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
اصطلاح
واحد
شرح
20*log10(abs(pmic/V0/acpr.pref_SPL))
شبیه سازی
نمودار خطی 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی SPL  در  Microphone کلیک راست کرده و Line  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، بخش داده را پیدا کنید .
3
از لیست Dataset ، Grid  1D  1 را انتخاب کنید .
4
قسمت y-Axis  Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، SPL_data(f) را تایپ کنید .
5
قسمت x-Axis  Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید .
6
در قسمت Expression text، f[Hz/m] را تایپ کنید .
7
چک باکس Description را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، Freq را تایپ کنید .
8
برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
9
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
10
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
اندازه گیری ها
11
در نوار ابزار SPL در میکروفون ، روی  Plot کلیک کنید .
x-سرعت
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Plot  Group کلیک کنید و 1D  Plot  Group را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، x-Velocity را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان  ، Label را انتخاب کنید .
4
قسمت Plot  Settings را پیدا کنید .
5
کادر بررسی برچسب محور y  را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، x-velocity (dB rel. 1 m/s/V) را تایپ کنید .
6
قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x  را انتخاب کنید .
7
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین  سمت راست را انتخاب کنید .
نمودار نقطه 1
1
روی x-Velocity کلیک راست کرده و Point  Graph را انتخاب کنید .
2
فقط نقاط 1 و 2 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات نمودار نقطه‌ای  ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید .
4
در قسمت متن Expression ، 20*log10(abs(vx_local)/V0) را تایپ کنید .
5
برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
6
زیربخش پیشوند  و  پسوند را پیدا کنید . در قسمت متن پیشوند ، Point را تایپ کنید .
7
در قسمت پسوند متن، Simulation را تایپ کنید .
نمودار خطی 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی x-Velocity راست کلیک کرده و Line  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، بخش داده را پیدا کنید .
3
از لیست Dataset ، Grid  1D  1 را انتخاب کنید .
4
قسمت y-Axis  Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، 20*log10(sqrt(xvel_real_01(f)^2+xvel_imag_01(f)^2)) را تایپ کنید .
5
قسمت x-Axis  Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید .
6
در قسمت Expression text، f[Hz/m] را تایپ کنید .
7
چک باکس Description را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، Freq را تایپ کنید .
8
قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
9
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
10
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
اندازه‌گیری‌ها (سری 1)
نمودار خط 2
1
روی Line  Graph  کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Expression ، xvel_dB_02(f) را تایپ کنید .
4
قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
اندازه‌گیری‌ها (سری 2)
5
در نوار ابزار x-Velocity ، روی  Plot کلیک کنید .
y-سرعت
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Plot  Group کلیک کنید و 1D  Plot  Group را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، y-Velocity را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان  ، Label را انتخاب کنید .
4
قسمت Plot  Settings را پیدا کنید .
5
کادر بررسی برچسب محور y  را انتخاب کنید . در فیلد نوشتاری مرتبط، سرعت y (مرتبط با دسی بل 1 m/s/V) را تایپ کنید .
6
قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x  را انتخاب کنید .
نمودار نقطه 1
1
روی y-Velocity کلیک راست کرده و Point  Graph را انتخاب کنید .
2
فقط نقطه 2 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات نمودار نقطه‌ای  ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید .
4
در قسمت متن Expression ، 20*log10(abs(vy_local)/V0) را تایپ کنید .
5
در نوار ابزار y-Velocity ، روی  Plot کلیک کنید .
z-سرعت
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Plot  Group کلیک کنید و 1D  Plot  Group را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، z-Velocity را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان  ، Label را انتخاب کنید .
4
قسمت Plot  Settings را پیدا کنید .
5
کادر بررسی برچسب محور y  را انتخاب کنید . در فیلد نوشتاری مرتبط، z-velocity (dB rel. 1 m/s/V) را تایپ کنید .
6
قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x  را انتخاب کنید .
7
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین  سمت راست را انتخاب کنید .
نمودار نقطه 1
1
روی z-Velocity کلیک راست کرده و Point  Graph را انتخاب کنید .
2
فقط نقاط 17 و 18 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات نمودار نقطه‌ای  ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید .
4
در قسمت متن Expression ، 20*log10(abs(vz_local)/V0) را تایپ کنید .
5
قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
6
زیربخش پیشوند  و  پسوند را پیدا کنید . در قسمت متن پیشوند ، Point را تایپ کنید .
7
در قسمت پسوند متن، Simulation را تایپ کنید .
نمودار خطی 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی z-Velocity کلیک راست کرده و Line  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، بخش داده را پیدا کنید .
3
از لیست Dataset ، Grid  1D  1 را انتخاب کنید .
4
قسمت y-Axis  Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، 20*log10(sqrt(zvel_real_01(f)^2+zvel_imag_01(f)^2)) را تایپ کنید .
5
قسمت x-Axis  Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید .
6
در قسمت Expression text، f[Hz/m] را تایپ کنید .
7
چک باکس Description را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، Freq را تایپ کنید .
8
قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
9
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
10
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
اندازه‌گیری‌ها (سری 1)
نمودار خط 2
1
روی Line  Graph  کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Expression ، zvel_dB_02(f) را تایپ کنید .
4
قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
اندازه‌گیری‌ها (سری 2)
5
در نوار ابزار z-Velocity ، روی  Plot کلیک کنید .
دستورالعمل مدلسازی هندسه
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی  Blank  Model کلیک کنید .
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions روی Parameters  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید .
3
 روی Load  from  File کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_vibroacoustic_geom_sequence_parameters.txt دوبار کلیک کنید .
اضافه کردن کامپوننت
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Component کلیک کنید و 3D را انتخاب کنید .
هندسه 1
بلوک 1 (blk1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Block ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Width ، Lx را تایپ کنید .
4
در قسمت Depth text Ly را تایپ کنید .
5
در قسمت متن ارتفاع ، Lz را تایپ کنید .
6
قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید .
سیلندر 1 (cyl1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات سیلندر ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Radius ، Td/2 را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، TL را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، Lx/2 را تایپ کنید .
6
در قسمت متن z ، Th را تایپ کنید .
7
قسمت Axis را پیدا کنید . از لیست نوع محور  ، x-axis را انتخاب کنید .
سیلندر 2 (cyl2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات سیلندر ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Radius ، Td/2+Ttube را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، Ltube را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، Lx/2+SToffset را تایپ کنید .
6
در قسمت متن z ، Th را تایپ کنید .
7
قسمت Axis را پیدا کنید . از لیست نوع محور  ، x-axis را انتخاب کنید .
8
برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام لایه
ضخامت (متر)
لایه 1
تی تیوب
سیلندر 3 (cyl3)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات سیلندر ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Radius ، Td/2 را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، LtubeC را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، Lx/2+SToffset+Ltube-(LtubeC-CToffset) را تایپ کنید .
6
در قسمت متن z ، Th را تایپ کنید .
7
قسمت Axis را پیدا کنید . از لیست نوع محور  ، x-axis را انتخاب کنید .
سیلندر 4 (cyl4)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات سیلندر ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت نوشتاری Radius ، d_2cc/2 را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، L_2cc را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، Lx/2+SToffset+Ltube+CToffset را تایپ کنید .
6
در قسمت متن z ، Th را تایپ کنید .
7
قسمت Axis را پیدا کنید . از لیست نوع محور  ، x-axis را انتخاب کنید .
صفحه کار 1 (wp1)
1
در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار  کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای صفحه کار  ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید .
3
از لیست نوع هواپیما  ، Face parallel را انتخاب کنید .
4
 روی دکمه Wireframe  Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
5
در شی cyl1 ، فقط مرز 4 را انتخاب کنید.
صفحه کار 2 (wp2)
1
در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار  کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای صفحه کار  ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید .
3
از لیست نوع هواپیما  ، Face parallel را انتخاب کنید .
4
در شی cyl3 ، فقط مرز 3 را انتخاب کنید.
اشیاء پارتیشن 1 (par1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans  and  Partitions کلیک کنید و Partition  Objects را انتخاب کنید .
2
فقط شی cyl2 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای اشیاء پارتیشن  ، قسمت اشیاء پارتیشن را پیدا کنید .
4
از فهرست پارتیشن  با ، صفحه کار  را انتخاب کنید .
5
از لیست Work  Plane ، Work  Plane   (wp1) را انتخاب کنید .
6
 روی Build  Selected کلیک کنید .
پارتیشن اشیاء 2 (par2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans  and  Partitions کلیک کنید و Partition  Objects را انتخاب کنید .
2
فقط شی par1 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای اشیاء پارتیشن  ، قسمت اشیاء پارتیشن را پیدا کنید .
4
از فهرست پارتیشن  با ، صفحه کار  را انتخاب کنید .
5
 روی Build  Selected کلیک کنید .
حرکت 1 (mov1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کرده و Move را انتخاب کنید .
2
در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا همه اشیا انتخاب شوند.
3
در پنجره تنظیمات برای حرکت ، بخش Displacement را پیدا کنید .
4
در قسمت متن x ، 1[mm] را تایپ کنید .
5
در قسمت متن y ، 1[mm] را تایپ کنید .
6
 روی Build  Selected کلیک کنید .
چرخش 1 (rot1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Rotate را انتخاب کنید .
2
در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا همه اشیا انتخاب شوند.
3
در پنجره تنظیمات برای چرخش ، قسمت چرخش را پیدا کنید .
4
در قسمت Angle text عدد 30 را تایپ کنید .
5
قسمت Point  on  Axis  of  Rotation را پیدا کنید . در قسمت متن x ، 1[mm] را تایپ کنید .
6
در قسمت متن y ، 1[mm] را تایپ کنید .
7
قسمت Rotation را پیدا کنید . از لیست نوع محور  ، محور y را انتخاب کنید .
8
 روی Build  All  Objects کلیک کنید .
فرم اتحادیه (فین)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن  همه کلیک کنید .
2
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
هندسه نهایی شده باید مانند شکل زیر باشد.

1
این مدل بر اساس داده های ارائه شده توسط Knowles Electronics LLC، Illinois USA ایجاد شده است.