رابط آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (acpr) ( 
) که در زیر شاخه آکوستیک فشار ( ) در هنگام افزودن یک رابط فیزیک یافت می شود، برای محاسبه تغییرات فشار برای انتشار امواج صوتی در سیالات در شرایط پس زمینه ساکن استفاده می شود. این برای همه شبیه سازی های حوزه فرکانس با تغییرات هارمونیک میدان فشار مناسب است.
) که در زیر شاخه آکوستیک فشار
( ) در هنگام افزودن یک رابط فیزیک یافت می شود، برای محاسبه تغییرات فشار برای انتشار امواج صوتی در سیالات در شرایط پس زمینه ساکن استفاده می شود. این برای همه شبیه سازی های حوزه فرکانس با تغییرات هارمونیک میدان فشار مناسب است.رابط فیزیک را می توان برای آکوستیک خطی توصیف شده توسط یک متغیر فشار اسکالر استفاده کرد. این شامل شرایط دامنه برای مدل‌سازی تلفات به روش همگن، به اصطلاح مدل‌های سیال معادل، برای مواد متخلخل و همچنین تلفات در مناطق باریک (موج یا شکاف‌ها) است. رفتار تضعیف موج سطحی امواج صوتی نیز ممکن است به عنوان یک کمیت تعریف شده توسط کاربر یا بر اساس تلفات در جو یا اقیانوس وارد شود. خواص ناهمسانگرد موثر مواد را می توان با یک فرمول چگالی ناهمسانگرد موثر مدل کرد. ویژگی‌های دامنه همچنین شامل میدان‌های صوتی پس‌زمینه، و همچنین منابع دامنه تک‌قطبی و دوقطبی است. منابع جریان هواآکوستیک یا نویز ناشی از جریان ناشی از تلاطم را می توان در صورت جفت شدن به یک شبیه سازی LES در نظر گرفت (این به ماژول CFD نیاز دارد).
رابط فیزیک معادله هلمهولتز را در حوزه فرکانس برای فرکانس های داده شده یا به عنوان یک مطالعه تحلیل فرکانس ویژه یا حالت حل می کند. تغییرات هارمونیک همه میدان ها و منابع توسط e i ω t با استفاده از قرارداد + i ω داده می شود .
یک مدل آکوستیک می‌تواند بخشی از یک مدل چندفیزیکی بزرگ‌تر باشد که برای مثال، برهمکنش‌های بین ساختارها و امواج صوتی را توصیف می‌کند. این رابط فیزیک برای مدل‌سازی پدیده‌های آکوستیک که شامل جریان سیال نیستند (اثرات همرفتی) مناسب است.
فشار صوت p ، که در آکوستیک فشار حل می شود، نشان دهنده تغییرات صوتی (یا اغتشاشات صوتی) به فشار محیط است. در غیاب جریان، فشار محیط p A به سادگی فشار مطلق استاتیک است.
معادلات حاکم و شرایط مرزی با استفاده از فشار کل p t با فرمول به اصطلاح میدان پراکنده فرموله می شوند. در حضور یک میدان فشار پس‌زمینه که موج فشار پس‌زمینه p b را تعریف می‌کند (مثلاً می‌تواند یک موج صفحه باشد)، فشار صوتی کل p t مجموع فشار حل‌شده برای p است (که پس از آن برابر است با فشار پراکنده p s ) و موج فشار پس زمینه: p t = p + p b. سپس معادلات حاوی اطلاعات مربوط به میدان پراکنده و میدان فشار پس زمینه است.
 | برای استراتژی‌های مدل‌سازی خوب، شبکه‌سازی، حل‌کننده‌ها، اطلاعات پس از پردازش، نمودارهای خاص آکوستیک، و همچنین نکات و ترفندها، به بخش مدل‌سازی با شاخه آکوستیک فشار (رابط‌های مبتنی بر FEM) مراجعه کنید . |
هنگامی که ابعاد هندسی مسائل صوتی از 3 بعدی به 2 بعدی (تقارن یا تقارن محوری مسطح) یا به تقارن محوری 1 بعدی کاهش می یابد، می توان یک موج خارج از صفحه kz و یک حالت آزیموتال عدد m را تعیین کرد (که گاهی اوقات به آن اشاره می شود . به عنوان شماره حالت محیطی)، در صورت لزوم. در این مورد، عدد موجی که در معادلات k eq استفاده می‌شود ، هم شامل عدد موج معمولی k و هم عدد موج خارج از صفحه kz و عدد موج آزیموتال km = m / r می‌شود.
جدول زیر اسامی و واحدهای SI را برای مهم‌ترین کمیت‌های فیزیکی در رابط فشار آکوستیک، دامنه فرکانس فهرست می‌کند:
تعداد | سمبل | SI یونایتد | مخفف |
فشار | پ | پاسکال | پا |
فشار کل | p t | پاسکال | پا |
فشار پس زمینه | ص ب | پاسکال | پا |
فشار پراکنده | p s | پاسکال | پا |
چگالی (سکوت) | ρ یا ρ ج | کیلوگرم بر متر 3 | کیلوگرم بر متر مکعب |
فرکانس | f | هرتز | هرتز |
عدد موج | ک | 1/متر | 1/m |
منبع دامنه دوقطبی | q د | نیوتن/متر 3 | N/ m3 |
منبع دامنه تک قطبی | Q m | 1/ثانیه 2 | 1/ s2 |
سرعت صوت | ج یا ج ج | متر/ثانیه | ام‌اس |
امپدانس آکوستیک خاص | Z یا Z n | پاسکال ثانیه/متر | پاس/متر |
امپدانس آکوستیک | Z ac | پاسکال ثانیه/متر 3 | Pas·s/m 3 |
شتاب معمولی | a n | متر/ثانیه 2 | m/s 2 |
سرعت نرمال | v n | متر/ثانیه | ام‌اس |
محل منبع | x 0 | متر | متر |
جهت موج | من ک | (بدون بعد) | 1 |
در توضیحات زیر از عملکرد در این رابط فیزیک، زیرنویس c در ρc و cc (به ترتیب چگالی و سرعت صوت) نشان می‌دهد که اینها می‌توانند مقادیر پیچیده‌ای در مدل‌های دارای میرایی باشند .
هنگامی که این رابط فیزیک اضافه می شود، این گره های پیش فرض نیز به Model Builder اضافه می شوند – مدل آکوستیک فشار ، مرز سخت صدا (دیوار) و مقادیر اولیه .
سپس، از نوار ابزار Physics ، گره های دیگری را اضافه کنید که به عنوان مثال، شرایط مرزی و شرایط نقطه را اجرا می کنند. همچنین می‌توانید برای انتخاب ویژگی‌های فیزیکی از منوی زمینه، روی Pressure Acoustics، Frequency Domain کلیک راست کنید .
 | گره های فیزیک – بخش معادله در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL |
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) acpr است .
معادله
بخش Equation را باز کنید تا معادلات حل شده با فرم معادله مشخص شده را ببینید. انتخاب پیش فرض برای فرم معادله مطالعه کنترل شده است . مطالعات موجود تحت Show equations با فرض انتخاب شده اند .
• | برای مطالعه کنترل شده ، تنظیمات مرزی مقیاس‌پذیر و غیر بازتاب‌کننده برای عملکرد عددی حل‌کننده‌های مختلف و انواع مطالعه بهینه‌سازی شده‌اند. |
• | برای دامنه فرکانس ، تنظیماتی را که در ضریب مقیاس و تقریب شرایط مرزی غیر بازتابی توضیح داده شده است وارد کنید . |
نمادهای فیزیک
برای فعال کردن نمادهای فیزیک (به صورت پیش فرض انتخاب شده) را انتخاب کنید. این نمادهای فیزیک را نشان می دهد، برای مثال، نرمال ها یا صفحات تقارن در پنجره گرافیک در صورت لزوم.
تنظیمات معادله آکوستیک فشار
در این بخش می توانید اطلاعات خارج از صفحه را اضافه کنید که یک موج خارج از صفحه عدد kz یا یک موج آزیموتال k m = m / r را از طریق شماره حالت m تعریف می کند . در صورت لزوم اضافه کنید:
• | برای اجزای متقارن محوری 1 بعدی، عدد موج خارج از صفحه پیش‌فرض k z (واحد SI: راد/متر) 0 راد بر متر است. عدد حالت آزیموتال پیش فرض m (بدون بعد) 0 است. فشار به شکل زیر است: |
• | برای اجزای متقارن محوری دوبعدی، عدد حالت آزیموتال پیش‌فرض m (بدون بعد) 0 است. فشار به شکل زیر است: |
• | برای اجزای دو بعدی، عدد موج خارج از صفحه پیش‌فرض kz ( واحد SI: راد/متر) 0 راد بر متر است. فشار به شکل زیر است: |
توجه داشته باشید که هنگام انجام یک مطالعه تجزیه و تحلیل حالت به صورت دو بعدی (حل عدد موج خارج از صفحه) از ویژگی عدد موج خارج از صفحه استفاده نمی شود زیرا اکنون متغیر حل شده برای آن است.
ضریب مقیاس و تقریب شرایط مرزی غیر منعکس کننده
برای همه ابعاد اجزا و در صورت نیاز، کلیک کنید تا قسمت معادله باز شود ، سپس دامنه فرکانس را به عنوان فرم معادله انتخاب کنید و تنظیمات را مطابق زیر وارد کنید.
ضریب مقیاس پذیری پیش فرض Δ 1/ ω 2 است و تقریب شرط مرزی غیر بازتابی مرتبه دوم است . این مقادیر با معادلات مطالعه دامنه فرکانس زمانی که معادلات مطالعه کنترل می شوند مطابقت دارد.
برای به دست آوردن معادلات مربوط به مطالعه فرکانس ویژه، ضریب مقیاس Δ را به 1 و تقریب شرایط مرزی غیر بازتابی را به مرتبه اول تغییر دهید .
تنظیمات پورت جهانی
برای فعال کردن گزینه Activate Port Sweep (به صورت پیش فرض انتخاب نشده) را انتخاب کنید. این گزینه برای محاسبه ماتریس پراکندگی کامل زمانی که از شرایط Port استفاده می شود استفاده می شود. برای جزئیات بیشتر به بخش فرعی Port Sweep Functionality مراجعه کنید . بخش فقط برای تقارن محوری سه بعدی و دو بعدی وجود دارد.
نرمال‌سازی شکل حالت را به‌عنوان Amplitude normalized (پیش‌فرض) یا Power normalized انتخاب کنید . این تنظیم کنترل می‌کند که آیا شکل‌های حالت عادی شده‌اند تا حداکثر دامنه واحد را داشته باشند یا توان واحد را حمل کنند. انتخاب نحوه تفسیر ماتریس پراکندگی را تعیین می کند.
تنظیمات سطح فشار صدا
سطح صفر در مقیاس دسی بل با نوع سیال متفاوت است. این مقدار یک فشار مرجع است که با 0 دسی بل مطابقت دارد. این متغیر در محاسبات سطح فشار صوت L p بر اساس ریشه میانگین مربع (rms) فشار prms رخ می دهد ، به طوری که
که در آن p ref فشار مرجع و ستاره (*) نشان دهنده مزدوج پیچیده است. این یک عبارت معتبر برای مورد فشار آکوستیک با زمان متغیر p است .
یک فشار مرجع برای سطح فشار صوت بر اساس نوع سیال انتخاب کنید:
• | از فشار مرجع برای هوا برای استفاده از فشار مرجع 20μPa ( 20 · 10-6 Pa) استفاده کنید. |
• | از فشار مرجع برای آب استفاده کنید تا از فشار مرجع 1 μPa ( 1·10-6 Pa ) استفاده کنید. |
• | فشار مرجع تعریف شده توسط کاربر برای وارد کردن فشار مرجع p ref، SPL (واحد SI: Pa). مقدار پیش فرض مانند هوا، 20 μPa است . |
سرعت موج معمولی
مقدار یا عبارتی را برای سرعت موج معمولی برای لایه‌های کاملاً منطبق بر c ref (واحد SI m/s) وارد کنید. پیش فرض واقعی (acpr.c_c) است و مقدار به طور خودکار از مدل ماده گرفته می شود. اگر از چندین ماده یا مدل مواد استفاده می شود، بهترین روش افزودن یک PML برای هر کدام است. این تضمین می کند که طول موج معمولی در هر ویژگی PML پیوسته است.
گسسته سازی
از لیست، ترتیب و نوع عنصر (Lagrange یا serendipity) را برای فشار انتخاب کنید ، پیش‌فرض Lagrange درجه دوم است .
 | انتخاب بین توابع شکل Lagrange و Serendipity بر روی تعداد DOFهای حل شده برای و بر پایداری یک مش تحریف شده تأثیر دارد. |
برای مشاهده تمام تنظیمات در این بخش، روی دکمه Show More Options
( ) کلیک کنید و در کادر محاوره ای Show More Options گزینه Advanced Physics Options را انتخاب کنید .
( ) کلیک کنید و در کادر محاوره ای Show More Options گزینه Advanced Physics Options را انتخاب کنید .متغیرهای وابسته
این رابط فیزیک یک متغیر وابسته (فیلد) را تعریف می کند، فشار p . در صورت نیاز، نام را ویرایش کنید، که هم نام فیلد و هم نام متغیر وابسته را تغییر می دهد. اگر نام فیلد جدید با نام میدان فشار دیگری در مدل مطابقت داشته باشد، رابط ها درجات آزادی و نام متغیر وابسته را به اشتراک می گذارند. نام فیلد جدید نباید با نام یک فیلد از نوع دیگر، یا با نام جزء متعلق به فیلد دیگری مطابقت داشته باشد.
 |
|
 | Eigenmodes of a Room : مسیر کتابخانه برنامه COMSOL_Multiphysics/Acoustics/Eigenmodes_of_room Acoustic Levitator : مسیر کتابخانه برنامه Acoustics_Module/Nonlinear_Acoustics/acoustic_levitator . این مدل به ماژول ردیابی ذرات نیز نیاز دارد. |
