شرط مرزی پورت برای برانگیختن و جذب امواج صوتی که به ساختارهای موجبر وارد یا خارج می شوند، مانند یک مجرا یا کانال، در یک مدل آکوستیک استفاده می شود. یک شرط پورت معین از یک حالت انتشار خاص پشتیبانی می کند. برای ارائه توضیحات کامل آکوستیک، چندین شرایط پورت را در یک مرز ترکیب کنید. اطمینان حاصل کنید که تمام حالت های انتشار در محدوده فرکانس مورد مطالعه گنجانده شده است (همه حالت هایی که فرکانس قطع در محدوده فرکانس دارند). با انجام این کار، شرایط پورت ترکیبی شرایط غیر بازتابی یا تشعشعی برتری را برای موجبرها فراهم می کند، به عنوان مثال، تابش موج صفحه.شرایط یا پیکربندی لایه کاملاً منطبق (PML). ویژگی شرط مرزی یکسان نباید برای چندین ورودی/خروجی موجبر اعمال شود. شرط پورت از محاسبه پارامتر S (پارامتر پراکندگی) پشتیبانی می کند، اما می تواند به عنوان منبعی برای تحریک یک سیستم نیز استفاده شود. شرط مرزی پورت برای مدل های متقارن محوری سه بعدی، دو بعدی و دو بعدی وجود دارد .
 |
|
در یک مرز مشخص، ترکیبی از پورت ها، میدان صوتی کل (مجموع امواج فرود و خروجی) را به صورت تعریف می کند.
جایی که جمع ” i ” روی تمام پورت ها در مرز داده شده ” bnd ” است، S ij پارامتر پراکندگی است، A in دامنه میدان برخورد است (در پورت ” j “)، 
فاز میدان برخورد است. و p i شکل حالت پورت i است . شکل حالت p i برای داشتن حداکثر دامنه یا توان واحد نرمال شده است (گزینه عادی سازی را در بخش تنظیمات پورت جهانی ببینید ). این بدان معنی است که پارامتر پراکندگی S ij دامنه حالت i را تعریف می کندهنگامی که یک سیستم در پورت j (با حالت j ) خارج می شود. این مربوط به گسترش چند حالته راه حل در پورت داده شده است. پارامترهای پراکندگی زمانی که یک مدل آکوستیک با تنها یک پورت سیستم را تحریک می کند، به طور خودکار محاسبه می شود. برای به دست آوردن ماتریس پراکندگی کامل می توان از عملکرد جاروی پورت استفاده کرد.
فاز میدان برخورد است. و p i شکل حالت پورت i است . شکل حالت p i برای داشتن حداکثر دامنه یا توان واحد نرمال شده است (گزینه عادی سازی را در بخش تنظیمات پورت جهانی ببینید ). این بدان معنی است که پارامتر پراکندگی S ij دامنه حالت i را تعریف می کندهنگامی که یک سیستم در پورت j (با حالت j ) خارج می شود. این مربوط به گسترش چند حالته راه حل در پورت داده شده است. پارامترهای پراکندگی زمانی که یک مدل آکوستیک با تنها یک پورت سیستم را تحریک می کند، به طور خودکار محاسبه می شود. برای به دست آوردن ماتریس پراکندگی کامل می توان از عملکرد جاروی پورت استفاده کرد. | اگر هدف محاسبه پارامترهای S باشد، هر بار فقط یک پورت باید برانگیخته شود. پارامترهای S به صورت acpr.S11 ، acpr.S21 و غیره تعریف می شوند و می توانند در پس پردازش استفاده شوند. در موارد دیگر، داشتن بیش از یک پورت هیجان‌انگیز سیستم ممکن است مورد نظر باشد، اما متغیرهای پارامتر S نمی‌توانند به درستی محاسبه شوند. بنابراین وقتی چندین پورت هیجان زده می شوند، خروجی پارامتر S خاموش می شود. |
ویژگی های بندری
یک نام پورت منحصر به فرد وارد کنید . فقط از اعداد صحیح غیرمنفی می توان به عنوان نام پورت استفاده کرد زیرا برای تعریف عناصر ماتریس پارامتر S استفاده می شود. نام پورت های عددی نیز برای عملکرد جاروی پورت مورد نیاز است. هر بار که یک شرط پورت اضافه می شود، نام پورت به طور خودکار یک عدد افزایش می یابد.
نوع پورت را انتخاب کنید : تعریف شده توسط کاربر (پیش‌فرض)، عددی ، دایره‌ای ، مستطیلی یا شکاف . بسته به انتخاب، گزینه‌های مختلفی در بخش تنظیمات حالت پورت ظاهر می‌شوند (به زیر مراجعه کنید). از Circular و Rectangular برای پورت هایی با مقطع داده شده به صورت سه بعدی، از گزینه Circular در تقارن محوری دوبعدی و گزینه Slit (حالت موج هواپیما) در دو بعدی استفاده کنید. اگر درگاه مقطع متفاوتی دارد، از گزینه User defined یا Numeric استفاده کنید .
تنظیمات حالت پورت
بسته به گزینه انتخاب شده برای نوع پورت (به بالا مراجعه کنید):
• | برای تعریف شده توسط کاربر، عبارات تعریف شده توسط کاربر را برای شکل حالت p n و عدد موج حالت k n (واحد SI: rad/m) وارد کنید. شکل حالت‌ها به‌طور خودکار قبل از استفاده در شرایط پورت، مقیاس‌بندی می‌شود. شکل حالت عادی را می توان با رسم acpr.port1.pn (در اینجا برای پورت 1 و غیره) تجسم کرد. از گزینه تعریف شده توسط کاربر برای وارد کردن یک عبارت تحلیلی شناخته شده یا استفاده از راه حل از The Pressure Acoustics، Boundary Mode Interface استفاده کنید . راه حل های حاصل از تحلیل حالت مرزی را می توان با استفاده از عملگر withsol() ارجاع داد . |
• | گزینه Numeric Port برای مقاطع موجبر که نه دایره ای و نه مستطیلی هستند استفاده می شود. در این حالت، یک مشکل حالت مرزی در صفحه پورت حل می شود تا حالت انتشار مورد نظر محاسبه شود. این گزینه نیاز به استفاده از مرحله تجزیه و تحلیل حالت مرزی در مطالعه دارد. باید قبل از مرحله Frequency Domain قرار گیرد . در مطالعه، یک مرحله Boundary Mode Analysis برای هر پورت عددی اضافه کنید و مطمئن شوید که نام پورت مناسب را در مرحله مطالعه ارجاع دهید. |
گزینه Mode wave number from را انتخاب کنید تا تصمیم بگیرید چگونه عدد موج حالت k n تعیین شود:
– | به طور کلی برای یک مدل با ضرر، از گزینه پیش‌فرض شماره موج خارج از صفحه استفاده کنید . سپس عدد موج از مرحله تحلیل حالت مرزی گرفته می شود . در این صورت امکان جابجایی فرکانس در مرحله مطالعه Frequency Domain وجود ندارد . فقط می توان از یک فرکانس استفاده کرد و باید با فرکانس تحلیل حالت وارد شده در مرحله(های) آنالیز حالت مرزی مطابقت داشته باشد . یک گزینه اضافه کردن پارامتر Sweep و تعریف یک پارامتر برای فرکانس استفاده شده در هر دو مرحله است. در این مورد، هنگام تنظیم معیارهای جستجو در تجزیه و تحلیل حالت باید دقت شود. |
– | برای مدل بدون تلفات، گزینه Computed lossless cutoff frequency را انتخاب کنید . در این مورد، یک جارو فرکانس امکان پذیر است. تجزیه و تحلیل حالت مرزی فقط باید در بالاترین فرکانس در جارو انجام شود. عدد موج به صورت تحلیلی برای تمام فرکانس‌های دیگر محاسبه می‌شود. |
 | هنگامی که گزینه Numeric Port استفاده می شود و تجزیه و تحلیل حالت مرزی اجرا می شود، شرایط مرزی از مدل فشار آکوستیک به طور خودکار در مسئله مرزی به ارث می رسد. برای این روش خودکار، فقط از شرایط Sound Hard Boundary (دیوار) ، Symmetry ، Pressure و Sound Soft پشتیبانی می شود . اگر به رفتار پیچیده تری نیاز دارید، از رابط فیزیک آکوستیک فشار، حالت مرزی در ترکیب با نوع پورت تعریف شده توسط کاربر استفاده کنید. |
 | هنگام اجرای یک جابجایی دامنه فرکانس، در مدلی که از گزینه‌های پورت دایره‌ای یا مستطیلی استفاده می‌کند ، می‌توانید یک هشدار حل‌کننده دریافت کنید: گره‌های نیروی محدودیت جدید شناسایی شدند: این‌ها ذخیره نمی‌شوند . این هشدار را می توان نادیده گرفت. دلیل هشدار این است که محدودیت‌های خاصی در معادلات زیربنایی فقط زمانی فعال می‌شوند که فرکانس بالاتر از فرکانس قطع حالت باشد. |
• | گزینه Circular port برای درگاهی با مقطع دایره ای استفاده می شود. برای تعریف حالت ثبت شده توسط پورت، عدد Mode، m azimuthal و عدد Mode، شعاعی n را وارد کنید . در حالت سه بعدی، همچنین روی شرط Port کلیک راست کنید تا وقتی نوع پورت دایره ای انتخاب شد، محور مرجع پورت دایره ای اضافه شود. فرکانس قطع حالت را می توان در پس پردازش با استفاده از متغیر acpr.port1.fc (در اینجا برای پورت 1 و غیره) ارزیابی کرد.  |
شکل 2-1: 6 حالت اول (m,n) یک موجبر با مقطع دایره ای شکل.
• | گزینه Rectangular Port که فقط به صورت سه بعدی موجود است، برای پورتی با مقطع مستطیلی استفاده می شود. شماره Mode، طولانی‌ترین سمت m و شماره Mode، کوتاه‌ترین سمت n را وارد کنید تا حالت ثبت شده توسط پورت مشخص شود.  |
شکل 2-2: 6 حالت اول (m,n) یک موجبر با مقطع مستطیل شکل.
• | گزینه Slit port فقط در هندسه های دو بعدی معتبر است. شماره Mode m را وارد کنید تا حالت ضبط شده توسط پورت مشخص شود. |
 | فرکانس قطع حالت های پورت را می توان در پس پردازش با استفاده از متغیر acpr.port1.fc (در اینجا برای پورت 1 و غیره) ارزیابی کرد. |
هندسه بندر
تنظیمات در این بخش تضمین می کند که ناحیه پورت صحیح (از جمله تقارن ها) برای محاسبه مقادیر مهم مانند توان، جریان حجمی و عناصر ماتریس انتقال مرتبط با پورت استفاده می شود.
ناحیه پورت را به عنوان استفاده از تقارن (پیش‌فرض) یا مرزهای انتخاب شده انتخاب کنید .
• | هنگامی که Use Symmetries انتخاب شده است، اگر ضریب ضرب ناحیه پورت روی Automatic (پیش فرض) تنظیم شود، شرایط تقارن مجاور پورت به طور خودکار در نظر گرفته می شود . اگر روی User defined تنظیم شده است، مقیاس ضریب ضرب A را به صورت دستی وارد کنید. |
• | هنگامی که مرزهای انتخاب شده انتخاب می شود، پورت مساحت مرزهای انتخاب شده را خواهد داشت، بدون در نظر گرفتن شرایط تقارن. |
تنظیمات حالت حادثه
اگر پورت داده شده توسط یک موج فرودی از شکل حالت داده شده برانگیخته شود، فعال شود. برای اولین شرط پورت اضافه شده در یک مدل، برانگیختگی موج حادثه در این پورت روی روشن تنظیم شده است . برای شرایط بعدی اضافه شده، تحریک به صورت پیش فرض روی Off تنظیم می شود . اگر بیش از یک پورت در یک مدل تحریک شده باشد، محاسبه پارامتر S انجام نمی شود.
هنگامی که برانگیختگی موج حادثه در این پورت روی روشن تنظیم می شود ، سپس نحوه تعریف موج فرودی را انتخاب کنید. تعریف موج حادثه را روی Amplitude (پیش‌فرض) یا Power تنظیم کنید .
• | برای Amplitude، دامنه A را در ( واحد SI: Pa) موج فرودی وارد کنید. این به طور کلی به عنوان حداکثر دامنه برای یک شکل حالت معین تعریف می شود. |
• | برای توان، توان P را در (واحد SI: W) موج فرودی وارد کنید. این به طور کلی به عنوان توان RMS موج فرودی تعریف می شود. |
• | برای هر دو گزینه فاز  (واحد SI: راد) موج فرودی را وارد کنید. این سهم فاز با دامنه تعریف شده توسط گزینه های بالا ضرب می شود. ورودی Amplitude می تواند یک عدد مختلط باشد. |
توجه داشته باشید که وقتی گزینه Activate port sweep در سطح فیزیک انتخاب می شود، گزینه های قسمت Incident Mode Settings غیر فعال می شوند. این به این دلیل است که این گزینه به طور خودکار در یک حالت دامنه واحد ارسال می کند و هر بار از یک پورت عبور می کند.
 | تمام پورت‌هایی که تحریک موج فرودی خاموش است، دارای یک علامت فلش هستند که در پنجره گرافیک اضافه شده است که به سمت بیرون اشاره می‌کند. هنگامی که تحریک موج فرودی روشن می شود، نماد فلش به سمت داخل می رود. |
 | اگر یک موجبر با یک یا چند صفحه تقارن بریده شود، هنگام تنظیم حالت های پورت و هنگام پس پردازش باید مراقب بود. برای گزینه‌های دایره‌ای و مستطیلی ، مطمئن شوید که فقط حالت‌هایی را انتخاب کنید که در واقع مطابق با صفحات تقارن متقارن هستند. |
 | شرایط پورت به طور کلی با ویژگی حوزه فشار پس‌زمینه سازگار نیست . ترکیب این دو در صورت قرار گرفتن در کنار یکدیگر نتایج غیرفیزیکی ایجاد می کند. |
تنظیمات محدودیت
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( 
) کلیک کنید و Advanced Physics Options را انتخاب کنید .
) کلیک کنید و Advanced Physics Options را انتخاب کنید .عملکرد جارو کردن بندر
عملکرد جارو کردن پورت برای بازسازی ماتریس پراکندگی کامل S ij با جارو کردن خودکار تحریک پورت در تمام پورت های موجود در مدل استفاده می شود. هنگامی که جابجایی پورت فعال می‌شود، گزینه‌های موجود در تنظیمات حالت حادثه در شرایط پورت غیرفعال می‌شوند و COMSOL کنترل می‌کند که کدام پورت با حالت تصادفی برانگیخته می‌شود.
عملکرد جابجایی پورت در سطح رابط فیزیک اصلی با انتخاب فعال کردن جابجایی پورت در بخش تنظیمات پورت جهانی فعال می شود . نام پارامتر Sweep را وارد کنید ، پیش فرض PortName است . یک پارامتر با همین نام در زیر Global Definitions>Parameters 1 ایجاد کنید . این نام پارامتری است که در یک جابجایی پارامتریک استفاده می شود، در اینجا باید مقادیر صحیح نام Port را نشان دهد (تعریف شده هنگام اضافه کردن شرایط پورت). یک مرحله مطالعه جاروی پارامتریک اضافه کنید و sweep را روی PortName اجرا کنیدپارامتر با یک عدد صحیح از مقادیر نشان دهنده تمام پورت های مدل است. هنگامی که مدل حل شد، ماتریس پراکندگی کامل را می توان با استفاده از متغیرهای کلی تعریف شده acpr.S11 ، acpr.S21 ، acpr.S12 و غیره ارزیابی کرد. تلفات انتقال (TL) بین دو پورت داده شده نیز محاسبه می‌شود، برای مثال، متغیر تلفات TL از پورت 1 تا 2 توسط acpr.TL_12 داده می‌شود .
 | برای ارزیابی ماتریس پراکندگی کامل acpr.S از ارزیابی جهانی ماتریس در زیر مقادیر مشتق شده استفاده کنید . |
اگر تنها دو پورت به مدل فشار آکوستیک اضافه شود، COMSOL همچنین به طور خودکار ماتریس انتقال سیستم (متغیرهای acpr.T11 ، acpr.T12 ، acpr.T21 ، acpr.T22 ) و ماتریس امپدانس سیستم ( acpr. Z11 , acpr.Z12 , acpr.Z21 , acpr.Z22 ). این عبارات تنها در صورتی درست هستند که از حالت های موج صفحه استفاده شود.
