گره آکوستیک فشار معادلات را برای مدل سازی آکوستیک زمان-هارمونیک (حوزه فرکانس) و مدل سازی آکوستیک فرکانس ویژه آکوستیک کلاسیک حل معادله هلمهولتز اضافه می کند. در پنجره تنظیمات ، ویژگی‌هایی را برای مدل آکوستیک مانند خواص مواد و تضعیف حجیم تعریف کنید. به اصطلاح ورودی‌های مدل را برای ویژگی‌هایی از جمله فشار و دمای پس‌زمینه مطلق، یعنی ویژگی‌های ساکن محیط تعریف کنید.
 | مدل‌های سیال پیشرفته با استفاده از گره‌های ویژگی فیزیک فردی تعریف می‌شوند: Poroacoustics ، Narrow Region Acoustics و Anisotropic Acoustics . در حوزه زمان، اثرات غیرخطی را می توان با استفاده از گره مشارکت های صوتی غیرخطی (Westervelt) گنجاند . |
 | برای جزئیات در مورد برخی از مدل‌های سیال موجود، به نظریه مدل‌های سیال معادل مراجعه کنید . برای اطلاعات بیشتر در مورد استفاده از متغیرها در تجزیه و تحلیل نتایج، به متغیرهای پس پردازش مراجعه کنید . |
ورودی های مدل
انتخاب کنید، تعریف شده توسط کاربر (پیش‌فرض)، ورودی مدل رایج ، یا ورودی از یک رابط فیزیک دیگر، در صورت وجود.
مقادیر دمای ساکن (یا پس‌زمینه) T (واحد SI: K) و فشار مطلق p A (واحد SI: Pa) در بخش ورودی‌های مدل در صورت نیاز به خواص مواد وارد می‌شوند (ورودی‌های دیگر مانند رطوبت نسبی یا شوری می‌توانند نیز ظاهر می شود). مقادیر ورودی‌های مدل می‌توانند بر ویژگی‌های ماده مانند چگالی و سرعت صوت، بسته به تعریف آنها در گره مواد تأثیر بگذارند . به طور کلی، اگر مدل دارای یک ویژگی ماده باشد که به ورودی مدل بستگی دارد، فیلد متن مربوطه فعال خواهد شد.
 | جزئیات مربوط به ورودی مدل و ورودی های مدل پیش فرض در فصل تعاریف جهانی و محلی کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL یافت می شود . |
اگر گاز ایده آل به عنوان مدل سیال انتخاب شود ، هر دو قسمت دما T و فشار مطلق p A فعال می شوند. در این حالت این گزینه ورودی همیشه در دسترس است.
علاوه بر این، دما T و فشار مطلق p A را می توان از رابط فیزیک دیگری که در آن میدان ها محاسبه شده اند، دریافت کرد. به عنوان مثال، یک فیلد دمایی تعریف شده توسط رابط انتقال حرارت یا رابط جریان غیر گرمایی (در صورت وجود) را انتخاب کنید. یا، در صورت امکان، فشاری را که توسط رابط جریان سیال موجود در مدل تعریف شده است، انتخاب کنید. به عنوان مثال، فشار مطلق (spf) را برای استفاده از فشار مطلق تعریف شده توسط رابط جریان لایه ای spf انتخاب کنید .
ورودی فیلدهای Model Inputs بر مقدار پارامترهای ماده در مدل تأثیر می‌گذارد. به طور معمول، چگالی ρ و سرعت صوت c در مدل به فشار مطلق و/یا دما بستگی دارد. برداشتن هر یک از آن ها از رابط فیزیک دیگری معمولاً به کمیت های وابسته به فضا ρ = ρ( x ) و c = c ( x ) منجر می شود .
 | مدل‌های صوتی همرفتی دقیق که جریان پس‌زمینه کامل (از جمله حرکت سیال) را در نظر می‌گیرند، در میان واسط‌های هواآکوستیک موجود هستند . برای شبیه سازی نویز ناشی از جریان بر اساس قیاس Lighthill به منبع جریان هواآکوستیک مراجعه کنید . |
مدل آکوستیک فشار
برای تعریف ویژگی های سیال، یک مدل سیال را از لیست انتخاب کنید:
• | الاستیک خطی (پیش‌فرض) برای تعریف سیال بدون تلفات کلاسیک: به مدل سیال الاستیک خطی بروید . |
• | تضعیف تعریف شده توسط کاربر برای تعریف تلفات از طریق ضریب تضعیف: به مدل سیال میرایی تعریف شده توسط کاربر بروید . |
• | تضعیف اتمسفر میرایی استاندارد هوای اتمسفر (مرطوب) را تعریف می کند: به مدل سیال تضعیف جو بروید . |
• | Ocean attenuation تضعیف را در آب دریا تعریف می کند: به مدل Ocean Attenuation Fluid بروید . |
• | چسبناک ، رسانای حرارتی ، و رسانای حرارتی و چسبناک مدل کلاسیک تضعیف ترموویسکوز را تعریف می کند: به مدل رسانای حرارتی و/یا سیال ویسکوز بروید . |
• | اتلاف عمومی تلفات را از طریق انتشار صدا تعریف می کند: به مدل سیال اتلاف عمومی بروید . |
• | گاز ایده آل برای تعریف خواص گاز ایده آل: به مدل سیال گاز ایده آل بروید . |
 | تئوری مدل های سیال در بخش تئوری مدل های سیال معادل است . |
 | مدل‌های سیال نشان‌دهنده مکانیسم‌های مختلف کاهش حجم یا تضعیف (به‌صورت همگن‌شده) یا روش‌هایی برای تعریف خواص سیال هستند. برخی از این مدل ها گاهی اوقات به عنوان مدل های سیال معادل نامیده می شوند . مدل تلفات می تواند یک مدل نظری یا مدلی مبتنی بر داده های اندازه گیری برای تضعیف در سیال مانند جو یا اقیانوس باشد. تلفات در مواد متخلخل در Poroacoustics تعریف شده است . تلفات لایه مرزی ترموویسکوز در نواحی باریک سطح مقطع ثابت (مانند موجبرها) را می توان با استفاده از آکوستیک ناحیه باریک مدلسازی کرد . |
مدل سیال الاستیک خطی
الاستیک خطی پیش فرض است. هنگامی که پارامترهای مواد مقادیر واقعی هستند، این مربوط به یک سیال تراکم پذیر بدون تلفات است. از فهرست تعیین ، تراکم و سرعت صدا (پیش‌فرض)، امپدانس و عدد موج ، یا مدول توده‌ای و چگالی را انتخاب کنید. برای افزودن تلفات تعریف شده توسط کاربر، به طور کلی، ویژگی ها را به عنوان داده های با ارزش پیچیده مشخص کنید.
برای هر یک از موارد زیر، مقادیر پیش‌فرض (در صورت وجود)، از مواد گرفته شده یا برای تعریف کاربر، مقادیر یا عبارات دیگر را وارد کنید.
• | برای چگالی و سرعت صوت ، سرعت صدا c (واحد SI: m/s) و چگالی ρ (واحد SI: kg/m 3 ) را تعریف کنید . |
• | برای امپدانس و عدد موج ، امپدانس آکوستیک مشخصه Z را تعریف کنید (واحد SI: Pa·s/m) و عدد موج k (واحد SI: راد/متر) را وارد کنید. |
• | برای مدول حجیم و چگالی ، مدول حجیم مؤثر K (واحد SI: Pa) و چگالی ρ (واحد SI: kg/m 3 ) را تعریف کنید . انتخاب User defined برای وارد کردن خصوصیات مدل سیال مواد متخلخل تعریف شده توسط کاربر مناسب است. مدل های متخلخل از پیش تعریف شده در ویژگی دامنه Poroacoustics وجود دارد . |
مدل سیال تضعیف تعریف شده توسط کاربر
مدل تضعیف تعریف شده توسط کاربر یک تضعیف تعریف شده توسط کاربر به سیال اضافه می کند. این داده ها معمولا بر اساس داده های تجربی برای ضریب تضعیف α است . با افزودن تضعیف، عدد موج k پیچیده می شود. به عنوان مثال، موج صفحه p ( x ) که در جهت x حرکت می کند مطابق با آن ضعیف می شود
هنگامی که میرایی بر حسب Np در واحد طول تعریف می شود، موج دارای یک فروپاشی نمایی فضایی است که توسط ضریب تضعیف کنترل می شود.
 | ضریب تضعیف دامنه α را با ضریب تضعیف شدت m که اغلب در آکوستیک اتاق تعریف می شود اشتباه نگیرید . این دو به سادگی از طریق 2 α = m مرتبط هستند . تفاوت از نحوه مقیاس بندی شدت در جهت انتشار ناشی می شود: I ( x ) = I 0 · exp ( – 2 α x ) = I 0 · exp ( -mx ). |
سرعت پیش‌فرض صدا c (واحد SI: m/s) و چگالی ρ (واحد SI: kg/m 3 ) از ماده گرفته شده‌اند . برای تعریف کاربر ، مقادیر یا عبارات دیگری را برای یک یا هر دو گزینه وارد کنید.
نوع تضعیف را انتخاب کنید : ضریب تضعیف، Np در واحد طول (پیش‌فرض) برای تعریف ضریب تضعیف α بر حسب Np/m (nepers در هر متر)، ضریب تضعیف، dB در واحد طول برای تعریف ضریب تضعیف α در dB/m ( دسی بل بر متر)، یا ضریب تضعیف، دسی بل در هر طول موج برای تعریف ضریب تضعیف α بر حسب dB/ λ (دسی بل در هر طول موج). آخرین گزینه اغلب در آکوستیک زیر آب استفاده می شود و از فرمول کمی متفاوت از دو مورد اول استفاده می کند، به بخش تئوری مراجعه کنید. برای هر انتخاب، مقدار یا عبارتی را در ضریب تضعیف α وارد کنیدرشته.
 | تئوری: مدل سیال تضعیف تعریف شده توسط کاربر |
مدل سیالات تضعیف جو
مدل تضعیف جو میرایی را در هوای اتمسفر تعریف می کند که از استاندارد ANSI S1.26-2014 پیروی می کند، رجوع کنید به Ref. 6 (پیوست B)، 43 ، 44 ، و 45 برای جزئیات. این مدل تضعیف ناشی از اثرات حرارتی و چسبناک (عمدتاً هوای خالص)، فرآیندهای آرامش برای نیتروژن و اکسیژن، و وابستگی به فشار اتمسفر (فشار مطلق)، دما و رطوبت نسبی را توصیف می‌کند. تضعیف هوا برای انتشار در فواصل بزرگ و برای فرآیندهای فرکانس بالا مهم است. این همچنین به این معنی است که اثر تضعیف در شبیه‌سازی‌های ردیابی پرتو که در آن انتشار می‌تواند در فواصل بسیار بزرگ‌تر شبیه‌سازی شود، مهم‌تر است، به رابط آکوستیک پرتو مراجعه کنید..
هنگامی که مدل انتخاب می شود، بخش ورودی مدل شامل ورودی هایی برای دما T (واحد SI: K)، فشار مطلق p A (واحد SI: Pa)، و رطوبت نسبی 
(واحد SI: 1) است. در بخش مدل آکوستیک فشار ، سرعت پیش‌فرض صدا c (واحد SI: m/s) و چگالی ρ (واحد SI: kg/m 3 ) از مواد گرفته می‌شود . برای تعریف کاربر ، مقادیر یا عبارات دیگری را برای یک یا هر دو گزینه وارد کنید.
(واحد SI: 1) است. در بخش مدل آکوستیک فشار ، سرعت پیش‌فرض صدا c (واحد SI: m/s) و چگالی ρ (واحد SI: kg/m 3 ) از مواد گرفته می‌شود . برای تعریف کاربر ، مقادیر یا عبارات دیگری را برای یک یا هر دو گزینه وارد کنید.مدل سیال تضعیف اقیانوس
مدل تضعیف اقیانوس تضعیف را در آب دریای اقیانوس تعریف می کند. این مدل بر اساس یک مدل نیمه تحلیلی با پارامترهایی است که بر اساس داده های اندازه گیری گسترده است. این شامل اثرات ناشی از ویسکوزیته در آب خالص، فرآیندهای آرام سازی اسید بوریک و سولفات منیزیم، و همچنین عمق، دما، شوری عملی و مقدار pH می باشد. برای جزئیات بیشتر به رفرنس مراجعه کنید. 46 ، 47 ، 48 ، 49 و 50 . مدل تضعیف اقیانوس در شبیه‌سازی‌های ردیابی پرتو که در آن انتشار را می‌توان در فواصل بسیار بزرگ‌تری شبیه‌سازی کرد، مهم است، به رابط آکوستیک پرتو مراجعه کنید .
وقتی مدل انتخاب شد، بخش ورودی مدل شامل ورودی‌هایی برای دما T (واحد SI: K)، عمق D (واحد SI: m) و شوری عملی S p (واحد SI: 1) است. پیش‌فرض 35 است. در بخش مدل آکوستیک فشار ، سرعت پیش‌فرض صدا c (واحد SI: m/s) و چگالی ρ (واحد SI: kg/m 3 ) از مواد گرفته می‌شود . برای تعریف کاربر ، مقادیر یا عبارات دیگری را برای یک یا هر دو گزینه وارد کنید. مقدار pH pH را وارد کنید(واحد SI: 1); پیش فرض 8 است.
 | شوری عملی در مقیاس عملی شوری تعریف می شود. این نشان دهنده یک روش خاص برای اندازه گیری شوری از طریق هدایت الکتریکی است. شوری عملی یک کمیت بدون واحد است، اگرچه می توان آن را به صورت واحدهای گرم بر کیلوگرم در نظر گرفت. مقدار پیش‌فرض برای شوری عملی S p 35 است. برای جزئیات بیشتر به Ref. 56 . |
 | برای بحث در مورد مواد هوا و آب که معمولاً در آکوستیک استفاده می شود، تضعیف در آب (دریا) و هوای (مرطوب) و سایر خواص مواد، به بخش ویژگی های صوتی سیالات این کتابچه راهنمای کاربر مراجعه کنید. |
مدل سیال رسانا و/یا چسبناک
مدل‌های ویسکوز ، رسانای حرارتی ، و سیال رسانای حرارتی و سیال ویسکوز اساساً همان مدل تضعیف را اضافه می‌کنند . در اینجا، تضعیف ناشی از تلفات ویسکوزیته و/یا حرارتی است. این نوع مدل در سیالات بسیار چسبناک یا سیالات رسانای حرارتی زمانی که امواج صوتی در فواصل بزرگ (نسبت به طول موج) حرکت می کنند، مرتبط است. این مدلی برای تلفات لایه مرزی چسبناک و حرارتی در مناطق باریک نیست (نگاه کنید به آکوستیک ناحیه باریک ). مدل‌ها تضعیف ترموویسکوس کلاسیک α tv را تعریف می‌کنندخواص یک سیال را می توان در مواردی به کار برد که مثلاً فرآیندهای آرام سازی مهم نیستند. تضعیف دامنه ترموویسکوز کلاسیک توسط داده می شود
در هوای اتمسفر یا آب شور که در آن فرآیندهای آرامش مهم هستند، از تضعیف جو یا مدل تضعیف اقیانوس استفاده کنید زیرا این اثرات و همچنین وابستگی آنها به مثلاً رطوبت نسبی یا شوری را نشان می دهد.
برای هر یک از موارد زیر (در صورت وجود)، مقادیر پیش فرض از ماده گرفته می شود . برای تعریف کاربر ، مقادیر یا عبارات دیگری را برای هر یک یا همه گزینه ها وارد کنید.
• | سرعت صدا c (واحد SI: m/s). |
• | چگالی ρ (واحد SI: kg/m3 ) . |
• | ظرفیت گرمایی در فشار ثابت C p (واحد SI: J/(kg·K)). |
• | نسبت گرمای ویژه γ (بدون بعد). |
• | هدایت حرارتی k (واحد SI: W/(m·K)). |
• | ویسکوزیته دینامیکی μ (واحد SI: Pa·s). |
• | ویسکوزیته توده μ B (واحد SI: Pa·s). |
 | می توان میزان تلفات ناشی از هدایت حرارتی و ویسکوزیته، یعنی چگالی اتلاف توان (واحد SI: W/m 3 ) را ارزیابی کرد. این در طول فرآیند تجزیه و تحلیل با رسم متغیرهای زیر انجام می شود:
|
 |
|
مدل سیالات اتلاف عمومی
برای اتلاف عمومی، سرعت صوت c (واحد SI: m/s)، تراکم ρ (واحد SI: kg/m3 ) ، و انتشار صدا δ (واحد SI: m2 / s) را وارد کنید . به طور پیش فرض آنها از مواد گرفته می شوند و برای User تعریف شده مقادیر یا عبارات دیگری را وارد کنید.
انتشار صدا به طور خودکار برای حالت ترموویسکوز کلاسیک با استفاده از گزینه های ویسکوز ، رسانای حرارتی یا رسانای حرارتی و چسبناک محاسبه می شود (به زیر مراجعه کنید). برای مایعات غیر ایده آل مانند بافت، انتشار صدا مستقیماً اندازه گیری می شود و می توان آن را با اتلاف عمومی وارد کرد.
مدل سیال گاز ایده آل
برای گاز ایده آل ، می توانید بخش ورودی های مدل را ویرایش کنید . برای هر یک از موارد زیر، مقادیر پیش‌فرض از Material گرفته شده است . برای تعریف کاربر ، مقادیر یا عبارات دیگری را برای هر یک یا همه گزینه ها وارد کنید.
• | یک نوع ثابت گاز را انتخاب کنید : ثابت گاز خاص Rs (واحد SI: J/(kg·K) (پیش‌فرض) یا میانگین جرم مولی Mn ( واحد SI: kg/mol). برای میانگین جرم مولی ، ثابت گاز مولی (ثابت گاز جهانی) R = 8.314 J/(mol·K) به عنوان ثابت فیزیکی داخلی استفاده می شود. |
• | از لیست Specify Cp یا γ ، ظرفیت گرمایی در فشار ثابت C p (واحد SI: J /(kg·K)) (پیش‌فرض) یا نسبت گرمای ویژه γ را انتخاب کنید . برای گازهای دواتمی معمولی مانند هوا، γ = 1.4 مقدار استاندارد است. |
