 |
آکوستیک سیستمی مانند فیلتر ذرات
معرفی
این مدلی از آکوستیک در یک سیستم فیلتر ذرات مانند است. سیستم‌های واقعی، مانند فیلترهای ذرات دیزلی (DPF)، برای حذف/فیلتر کردن دوده (ذرات دیزل) از اگزوز خودروهای موتور دیزل طراحی شده‌اند. محیط متخلخل در چنین سیستم هایی معمولاً با مجراهای بلند پر از هوا ساخته می شود. برای ساده‌سازی این مدل، هندسه فیلتر متقارن محوری در نظر گرفته می‌شود و مجراها توسط بیشه‌های استوانه‌ای بلند در داخل یک پلاگین مواد متخلخل نشان داده می‌شوند. اگرچه عملکرد اصلی فیلتر ذرات فیلتر کردن جریان اگزوز است، فیلتر همچنین دارای خواص میرایی صوتی است که به سیستم صدا خفه کن مربوط می شود.
این مدل ویژگی‌های صوتی فیلتر ذرات متقارن محوری دوبعدی ساده‌شده را با استفاده از رابط چندفیزیکی تعامل امواج آکوستیک-پورالاستیک تحلیل می‌کند. این رابط امواج الاستیک با تغییر شکل کوچک را توصیف می کند که در یک ماده متخلخل همراه با امواج در یک سیال توسط یک جفت مولتیفیزیک مرز متخلخل آکوستیک منتشر می شوند. این مدل جابجایی جفت شده را محاسبه می کند و بنابراین یک مشکل برهمکنش سیال-ساختار است.
تعریف مدل
سه سیلندر تراز شده سیستم فیلتر ذرات مورد مطالعه را تشکیل می دهند: یک ورودی، یک خروجی و یک سیلندر فیلتر اصلی. فیلتر ذرات داخل سیلندر فیلتر قرار دارد. شکل 1 طرحی از یک مقطع در صفحه rz از هندسه متقارن محور دوبعدی را نشان می دهد. فیلتر در ناحیه مرکزی دارای طول فیلتر L = 200 میلی متر با شعاع فیلتر R فیلتر = 150 میلی متر است. شعاع لوله ورودی و خروجی لوله R = 50 میلی متر است. این فیلتر از یک ماده متخلخل پر از هوا (ناحیه قهوه ای) تشکیل شده است که می تواند یک ماتریس کاربید سیلیکون باشد. نخلستان های پر از هوا (آبی روشن) دارای عرض d h هستند= 5 میلی متر و دیواره های متخلخل ضخامت h t = 3.2 میلی متر هستند. در انتهای هر نخلستان یک پلاگ فولادی نفوذ ناپذیر (مشکی) وجود دارد. بقیه سیستم با هوا پر شده است.
نخلستان های وسیع برای ساده سازی مدل استفاده می شود. در سیستم‌های DPF واقعی، نخلستان‌ها با کانال‌های باریک بلند با عرض معمولی 1-2 میلی‌متر جایگزین می‌شوند و دیواره‌های متخلخل دارای عرض معمولی 0.3-0.5 میلی‌متر هستند.
شکل 1: هندسه فیلتر ذرات با ابعاد مشخص شده است.
ماده متخلخل با پارامترهای ماده که در جدول 1 فهرست شده است، ایزوتروپیک فرض می شود .
پارامتر | ارزش | شرح |
E | 20 گیگا پاسکال | مدول یانگ |
n | 0.4 | نسبت پواسون |
ρ د | 1000 کیلوگرم بر متر مکعب | چگالی ماتریس تخلیه شده |
α B | 0.3 | ضریب بیوت-ویلیس |
ε ص | 0.3 | تخلخل |
آقای پ | 10 -11 متر مربع _ | نفوذپذیری ماتریس متخلخل |
تی | 1 | عامل پیچ خوردگی |
توجه داشته باشید که ضریب Biot-Willis برابر تخلخل برای مواد متخلخل صلب و برابر با 1 برای یک ماده متخلخل نرم (یا یک سوسپانسیون جامد در مایع) است. پارامترهای سیال پارامترهای هوا هستند از جمله تراکم پذیری χ ، که برای یک گاز ایده آل برابر است با ( p 0 ) – 1 ، که در آن p 0 فشار مطلق است (در اینجا 1 atm).
فیلتر از نظر صوتی با افت انتقال، TL (در دسی بل) به عنوان تابعی از فرکانس، f مشخص می شود . به عنوان تعریف شده است
که در آن p برخورد فشار ورودی و p out فشار خروجی است. شما مدل را برای بازه فرکانس 20 هرتز تا 2000 هرتز حل می کنید.
هنگام تنظیم مدل مواد متخلخل، همچنین باید مشخص کنید که آیا از تقریب فرکانس پایین (پیش‌فرض) یا محدوده فرکانس بالا برای ویسکوزیته سیال استفاده کنید. انتقال بین دو محدوده با فرکانس مرجع f c ارائه شده توسط عبارت تعریف می شود
که ρf چگالی سیال است (برای هوا 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب ) و μ ویسکوزیته دینامیکی سیال است (برای هوا 1.8 · 10-5 Pa·s). استفاده از پارامترهای ماده فوق فرکانس مرجعی در حد 100 کیلوهرتز می دهد. بنابراین، محدوده فرکانس پایین برای مشکل فعلی اعمال می شود.
نتایج و بحث
تلفات انتقال آکوستیک TL از طریق فیلتر ذرات ساده متقارن محوری برای محدوده فرکانس 20 هرتز تا 2000 هرتز تعیین شده و در شکل 2 نشان داده شده است .
شکل 2: انتقال از طریق فیلتر ذرات ساده به عنوان تابعی از فرکانس.
به نظر می‌رسد که میزان تلفات به همان ترتیبی است که در فیلترهای ذرات واقعی (مانند فیلترهای ذرات دیزلی، DPF) وجود دارد، همانطور که گفته شد، محیط متخلخل اغلب با کانال‌های بلندی ساخته می‌شود که میرایی صوتی را کاهش می‌دهد و در عین حال خواص فیلترینگ خوبی را حفظ می‌کند. در این مدل متقارن محوری، مجراها به شکل شکاف های استوانه ای به صورت سه بعدی هستند که ممکن است برخی تشدیدهای غیر استاندارد را در فیلتر ایجاد کنند. علاوه بر این، در یک سیستم اگزوز واقعی یک تعامل بین جریان اگزوز و آکوستیک وجود دارد (در اینجا وضعیت بدون جریان بررسی می شود) و دما بالاتر از 20 درجه است.C (همانطور که در اینجا استفاده می شود). سایر اثرات فیزیکی شامل تعاملات ساختار آکوستیک و ساختار متخلخل با سیستم لوله اگزوز است. مدل ساده شده حاضر، جداسازی مشکل آکوستیک از سایر پدیده‌های فیزیکی را امکان‌پذیر می‌سازد.
شکل 3 توزیع فشار داخل مدل فیلتر ذرات را برای 20 هرتز و 2 کیلوهرتز نشان می دهد.
.
شکل 3: توزیع فشار در داخل فیلتر ذرات برای f = 20 هرتز (بالا) و f = 2 کیلوهرتز (پایین).
مسیر کتابخانه برنامه: Acoustics_Module/Automotive/acoustics_particulate_filter
دستورالعمل مدلسازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  2D Axismetric کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Acoustics>Acoustic-Structure Interaction> Acoustic-Solid-Poroelastic Waves Interaction را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Frequency Domain را انتخاب کنید . |
6 |  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 acoustics_particulate_filter_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
پارامترهای بارگذاری شده در اینجا ابعاد هندسی و پارامتر پیچ خوردگی مورد استفاده در مدل poroelastic را تعریف می کنند. از آنجایی که هندسه اکنون پارامتر شده است، تغییر ابعاد در لیست پارامترها هندسه را به طور خودکار به روز می کند.
هندسه 1
مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، Rtube را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، Ltube را تایپ کنید . |
مستطیل 2 (r2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، Rfilter را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، Lair را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، Ltube را تایپ کنید . |
مستطیل 3 (r3)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، Rfilter را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، Lfilter را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، Ltube+Lair را تایپ کنید . |
6 | برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (متر) |
لایه 1 | ht |
7 | تیک Layers on top را انتخاب کنید . |
مستطیل 4 (r4)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، Rfilter را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، Lair را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، Ltube+Lair+Lfilter را تایپ کنید . |
مستطیل 5 (r5)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، Rtube را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، Ltube را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، Ltube+2*Lair+Lfilter را تایپ کنید . |
مستطیل 6 (r6)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، dh را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، Lfilter را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن r ، ht را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، Ltube+Lair را تایپ کنید . |
آرایه 1 (arr1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی r6 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Size را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن r اندازه ، 18 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن r ، (dh+ht) را تایپ کنید . |
فرم اتحادیه (فین)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Form Union (fin) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Form Union/Assembly ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
3 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
هندسه فیلتر ذرات دیزل باید مانند شکل زیر باشد.
تعاریف
همه دامنه ها
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  جعبه کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات جعبه ، همه دامنه‌ها را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
دامنه امواج Poroelastic
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Poroelastic Waves Domains را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | دامنه های 3–5، 11–13، 17–19، 23–25، 29–31، 35–37، 41–43، 47–49، 53–55، 59–61، 65–67، 71–73، را انتخاب کنید. 77–79، 83–85، 89–91، 95–97، 101–103، 107–109، و 113–115 فقط. |
دامنه های فولادی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، دامنه های فولادی را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 10، 14، 22، 26، 34، 38، 46، 50، 58، 62، 70، 74، 82، 86، 94، 98، 106، و 110 را انتخاب کنید. |
دامنه های هوایی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  تفاوت کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، Air 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 ، همه دامنه‌ها را در لیست انتخاب‌ها برای افزودن انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
7 | در قسمت انتخاب‌ها برای تفریق ، روی  افزودن کلیک کنید . |
8 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای تفریق ، دامنه‌های امواج Poroelastic و دامنه‌های فولادی را انتخاب کنید . |
9 | روی OK کلیک 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 . |
به طور پیش‌فرض، اولین گره متریال برای همه دامنه‌ها اعمال می‌شود، به جز مواردی که توسط گره‌های بعدی در شاخه Materials لغو شود.
سپس، یک ماده متخلخل با پارامترهای مواد تعریف شده توسط کاربر برای ماتریس جامد ایجاد کنید.
مواد
ماتریس SiC
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، ماتریس SiC را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
خواص مواد برای ماتریس SiC پس از تنظیمات رابط فیزیک تعریف می شود.
مواد را اضافه کنید
1 | به پنجره Add Material بروید . |
2 | در درخت، Built-in>Steel AISI 4340 را انتخاب کنید . |
3 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
4 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
فولاد AISI 4340 (mat3)
1 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
2 | از لیست انتخاب ، دامنه های فولادی را انتخاب کنید . |
شمع های فولادی دامنه هایی هستند که در شکل زیر انتخاب شده اند.
امواج POROELASTIC (PELW)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Poroelastic Waves (pelw) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای امواج Poroelastic ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دامنه امواج Poroelastic را انتخاب کنید . |
پس از تعریف مواد، می توانید تنظیمات دامنه را مشخص کنید.
مواد Poroelastic 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Poroelastic Waves (pelw) روی Poroelastic Material 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Poroelastic Material ، قسمت Porous Matrix Properties را پیدا کنید . |
3 | از لیست مواد الاستیک متخلخل ، ماتریس SiC (mat2) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست Specify ، مدول یانگ و نسبت پواسون را انتخاب کنید . |
از یک مدل مواد الاستیک خطی برای حوزه های فولادی پلاگ استفاده کنید.
مکانیک جامدات (جامدات)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Solid Mechanics (solid) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Solid Mechanics ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دامنه های فولادی را انتخاب کنید . |
امواج POROELASTIC (PELW)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Poroelastic Waves (pelw) کلیک کنید .
محدودیت ثابت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Fixed Constraint را انتخاب کنید . |
2 | فقط Boundaries 273-275 را انتخاب کنید. |
فرض بر این است که ماتریس متخلخل به یک پوشش بیرونی در مرز مشخص شده در شکل زیر چسبانده شده است. از این رو شرط مرزی محدودیت ثابت است. این مرز نیز به نظر سخت است.
آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (ACPR)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (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 . |
دامنه هوای انتخاب شده که در آن آکوستیک فشار اعمال می شود در شکل زیر نشان داده شده است. این شامل ورودی و خروجی و همچنین هوای نازک داخل فیلتر ذرات است.
پورت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات پورت ، قسمت ویژگی های پورت را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع پورت ، Circular را انتخاب کنید . |
5 | قسمت تنظیمات حالت حادثه را پیدا کنید . در قسمت A در متن، p0 را تایپ کنید . |
پورت 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 15 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات پورت ، قسمت ویژگی های پورت را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع پورت ، Circular را انتخاب کنید . |
اکنون تنظیمات دامنه را مشخص کرده اید. تزئین متقاطع قرمز برای گره های ماتریس هوا و SiC در زیر Materials نشان می دهد که هنوز پارامترهای مواد تعریف نشده وجود دارد. برای کشف آنچه گم شده است، قبل از ادامه با شرایط مرزی، به شاخه مواد بازگردید.
مواد
آب (مت1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials روی Air (mat1) 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 |
تراکم پذیری سیال | رقم | 1/1[atm] | 1/Pa | پایه ای |
به یاد بیاورید که تراکم پذیری یک گاز ایده آل در فشار P0 برابر است با 1/P0.
ماتریس SiC (mat2)
1 | در پنجره Model Builder ، روی SiC matrix (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 |
مدول یانگ | E | 20 [GPa] | پا | مدول یانگ و نسبت پواسون |
نسبت پواسون | نه | 0.4 | 1 | مدول یانگ و نسبت پواسون |
تراکم | rho | 1000 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
تخلخل | اپسیلون | 0.3 | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری | kappa_big ; kappaii = kappa_iso، kappaij = 0 | 1e-11 | متر مربع | پایه ای |
ضریب بیوت-ویلیس | alphaB | 0.3 | 1 | مواد Poroelastic |
عامل پیچ خوردگی | آره | سال P | 1 | مدل Poroacoustics |
چند فیزیک
جفت شدن بین حوزه آکوستیک و حوزه متخلخل و بین حوزه آکوستیک و الاستیک به طور خودکار تحت گره Multiphysics تنظیم می شود . روی گره کلیک کنید و سپس گره Acoustic-Porous Boundary 1 و Acoustic-Structure Boundary 1 را بررسی کنید . هر دو گره دارای انتخاب به طور خودکار روی همه مرزها هستند – این تنظیم پیش فرض به طور خودکار تمام مرزهای مربوطه را جفت می کند.
مش 1
در این مدل مش به صورت دستی تنظیم می شود. با افزودن مستقیم جزء مش مورد نظر ادامه دهید.
از یک شبکه نگاشت شده با لایه‌های مرزی اضافه شده برای حل شرایط پیوستگی بین حوزه‌های آکوستیک متخلخل و فشار استفاده کنید.
نقشه برداری 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Mapped کلیک کنید .
Mapped کلیک کنید .اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | از لیست از پیش تعریف شده ، Extra fine را انتخاب کنید . |
نقشه برداری 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mapped 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mapped ، برای گسترش بخش Reduce Element Skewness کلیک کنید . |
3 | تیک Adjust edge mesh را انتخاب کنید . |
سایز 1
1 | روی Mapped 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
تمام دامنه های تشکیل دهنده فیلتر ذرات را انتخاب کنید، برای انتخاب آسان از ابزار Select Box استفاده کنید .
4 | از لیست انتخاب ، دامنه امواج Poroelastic را انتخاب کنید .  |
5 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
7 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، ht را تایپ کنید . |
8 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
لایه های مرزی 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary Layers کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه های مرزی ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه های 2 و 6 را انتخاب کنید. |
5 | برای گسترش بخش Transition کلیک کنید . کادر بررسی Smooth transition to interior mesh را پاک کنید . |
ویژگی های لایه مرزی
اکنون، تمام مرزهای بین فیلتر ذرات و هوا را انتخاب کنید، برای انتخاب آسان از ابزار Select Box استفاده کنید . می توانید اعداد زیر را نیز بچسبانید.
1 | در پنجره Model Builder ، روی Boundary Layer Properties کلیک کنید . |
2 | انتخاب مرزهای 6، 12، 17، 22، 24، 29، 31، 36، 38، 43، 45، 50، 52، 57، 59، 64، 66، 71، 73، 78، 80، 85، 87، 94، 99، 105، 110، 112، 117، 119، 124، 126، 131، 133، 138، 140، 145، 147، 152، 154، 159، 161، 161، 161، 159، 161، 161، 161، 161 187، 189، 194، 196، 201، 203، 208، 210، 215، 217، 222، 224، 229، 231، 236، 238، 243، 245، 2225، 250، 251، 245، 245، 250، 250، 201، 201، 201، 2012 فقط.  |
3 | در پنجره تنظیمات برای ویژگی های لایه مرزی ، قسمت لایه ها را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی Number of layers عدد 4 را تایپ کنید . |
5 | از لیست مشخصات ضخامت ، اولین لایه را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Thickness ، ht/2 را تایپ کنید . |
7 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
هنگام مدلسازی امواج متخلخل همراه با آکوستیک فشار، استفاده از شبکه لایه مرزی در سطح مشترک بین دو فیزیک تمرین خوبی است. این به دلیل این واقعیت است که گرادیان های بزرگ در متغیرهای وابسته در اینجا ظاهر می شوند.
مش باید مانند شکل زیر باشد.
مطالعه 1
مرحله 1: دامنه فرکانس
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 | در قسمت متن فرکانس ها محدوده (20,20,2000) را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
سطح 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Displacement (pelw) کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text solid.disp را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Surface را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
تغییر شکل 1
1 | روی Surface 2 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید . |
اکنون طرح باید مانند شکل زیر باشد. بزرگی جابجایی را نشان می دهد.
سطح 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Displacement, 3D (pelw) کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text solid.disp را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Surface را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
تغییر شکل 1
1 | روی Surface 2 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن R-component ، cos(rev1phi)*u2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن PHI-component ، sin(rev1phi)*v2 را تایپ کنید . |
جابجایی، سه بعدی (پنجره)
1 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
جابجایی در ماتریس متخلخل در 2 کیلوهرتز، در شکل زیر نشان داده شده است.
2 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results ، روی Displacement، 3D (pelw) کلیک کنید . |
3 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
4 | از لیست مقدار پارامتر (فرکانس (Hz)) ، 20 را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار Displacement, 3D (pelw) روی  Plot کلیک کنید . |
در زیر، بزرگی جابجایی در ماتریس متخلخل پس از تغییر فرکانس ارزیابی به 20 هرتز نشان داده شده است.
سطح فشار صدا (ACPR)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Sound Pressure Level (acpr) کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار Sound Pressure Level (acpr) ، روی  Plot کلیک کنید . |
سطح فشار صوت بر حسب دسی بل (نسبت به 20 μPa ) در 2 کیلوهرتز، در زیر نشان داده شده است.
فشار آکوستیک، سه بعدی (acpr)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Acoustic Pressure, 3D (acpr) کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار فشار صوتی، سه بعدی (acpr) ، روی  Plot کلیک کنید . |
طرح باید شبیه تصویری باشد که در شکل 3 (پایین) نشان داده شده است.
3 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
4 | از لیست مقدار پارامتر (فرکانس (Hz)) ، 20 را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار فشار صوتی، سه بعدی (acpr) ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار، که اکنون در 20 هرتز ارزیابی شده است، باید مانند تصویری باشد که در شکل 3 (بالا) نشان داده شده است.
SPL در ورودی و خروجی
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 ، SPL را در ورودی و خروجی در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
گروه اکتاو 1
1 | در نوار ابزار SPL در ورودی و خروجی ، روی  More Plots کلیک کنید و Octave Band را انتخاب کنید . |
مرز را به عنوان موجودیت هندسی انتخاب کنید و فشار به طور خودکار در آن مرز میانگین می شود.
2 | در پنجره تنظیمات برای Octave Band ، قسمت Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرز 15 را انتخاب کنید. |
5 | قسمت Plot را پیدا کنید . از لیست Quantity ، چگالی طیفی توان پیوسته را انتخاب کنید . |
اگر SPL داده شده در باندها را دوست دارید، سبک را به اکتاو یا 1/3 اکتاو تغییر دهید.
6 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
SPL در پریز |
گروه اکتاو 2
1 | روی Octave Band 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
انتخاب برای مرز را تغییر دهید.
2 | در پنجره تنظیمات برای Octave Band ، قسمت Selection را پیدا کنید . |
3 | برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
4 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
5 | فقط مرز 2 را انتخاب کنید. |
6 | قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
SPL در ورودی |
SPL در ورودی و خروجی
1 | در پنجره Model Builder ، روی SPL در ورودی و خروجی کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، قسمت Legend را پیدا کنید . |
3 | از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x را پاک کنید . |
5 | در نوار ابزار SPL در ورودی و خروجی ، روی  Plot کلیک کنید . |
طرح باید مانند شکل زیر باشد. سطح فشار صدا را در دسی بل (نسبت به μPa ) در ورودی (خط آبی) و خروجی (خط سبز) نشان می دهد.
از دست دادن انتقال
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 ، فقدان انتقال را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
گروه اکتاو 1
1 | در نوار ابزار Transmission Loss ، روی  More Plots کلیک کنید و Octave Band را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Octave Band ، قسمت Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، جهانی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، acpr.port1.P_in را تایپ کنید . |
5 | از لیست نوع Expression ، Power را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن مرجع Power ، acpr.port2.P_out را تایپ کنید . |
7 | قسمت Plot را پیدا کنید . از لیست Quantity ، چگالی طیفی توان پیوسته را انتخاب کنید . |
از دست دادن انتقال
1 | در پنجره Model Builder ، روی Transmission Loss کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . |
3 | از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
5 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، Transmission loss (dB) را تایپ کنید . |
6 | قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x را پاک کنید . |
7 | در نوار ابزار Transmission Loss ، روی  Plot کلیک کنید . |
طرح باید شبیه تصویری باشد که در شکل 2 نشان داده شده است .
