شرط مرزی پورت برای تحریک و جذب امواج صوتی که وارد یا خارج از سازه‌های موجبر، مانند مجراها یا کانال‌های کوچک، در یک مدل آکوستیک می‌شوند ، استفاده می‌شود. فرمول پورت ترموویسکوز تضمین می کند که شکل های حالت غیر پیش پا افتاده سرعت صوتی و میدان های حرارتی به درستی ثبت می شوند.
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. به طور معمول، تنها حالت موج صفحه در ساختارهای کوچکی که نمایش ترموویسکوز ضروری است، منتشر می شود. شرایط پورت در مقایسه با شرایط امپدانس ساده یا پیکربندی لایه کاملاً منطبق (PML) شرایط غیر بازتابی یا تشعشعی برتر را برای موجبرها فراهم می کند. همان ویژگی شرط مرزی پورت نباید برای چندین ورودی و 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 .
 | اگر هدف محاسبه پارامترهای S باشد، هر بار فقط یک پورت باید برانگیخته شود. پارامترهای S به صورت ta.S11 ، ta.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، هنگامی که چندین پورت هیجان زده می شوند، خروجی پارامتر S خاموش می شود. اگر فقط دو پورت به سیستم اضافه شود و جارو پورت انجام شود، ماتریس انتقال سیستم و ماتریس‌های امپدانس سیستم نیز محاسبه می‌شوند. |
در یک مرز معین، ترکیبی از پورت‌ها، مجموع میدان‌های صوتی (مجموع فشار، دما و سرعت خروجی، برخورد و امواج خروجی) را به صورت
جایی که جمع ” i ” روی تمام پورت ها در مرز مشخص شده ” bnd ” است، S ij پارامتر پراکندگی است، A in دامنه میدان برخورد و 
فاز (در پورت ” j “) و p i ، u است. i و T i شکل حالت پورت i هستند . شکل حالت نرمال شده است تا دارای حداکثر دامنه واحد (برای فشار p i ) باشد یا توان واحد را حمل کند (گزینه عادی سازی را در بخش تنظیمات پورت جهانی ببینید ). برای هر دو تعریف پارامتر پراکندگیS ij دامنه حالت i را هنگامی که یک سیستم در پورت j (با حالت j ) خارج می شود، تعریف می کند. برای مقیاس قدرت، | S ij | 2 مستقیماً قدرت حالت داده شده را می دهد. این مربوط به گسترش چند حالته راه حل در مرز 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 (در پورت ” j “) و p i ، u است. i و T i شکل حالت پورت i هستند . شکل حالت نرمال شده است تا دارای حداکثر دامنه واحد (برای فشار p i ) باشد یا توان واحد را حمل کند (گزینه عادی سازی را در بخش تنظیمات پورت جهانی ببینید ). برای هر دو تعریف پارامتر پراکندگیS ij دامنه حالت i را هنگامی که یک سیستم در پورت j (با حالت j ) خارج می شود، تعریف می کند. برای مقیاس قدرت، | S ij | 2 مستقیماً قدرت حالت داده شده را می دهد. این مربوط به گسترش چند حالته راه حل در مرز 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.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 : حالت تعریف شده توسط کاربر (پیش‌فرض)، حالت عددی (0،0) ، حالت دایره‌ای (0،0) ، حالت شکافی (0.0) یا موج صفحه . بسته به انتخاب، گزینه‌های مختلفی در بخش تنظیمات حالت پورت ظاهر می‌شوند (به زیر مراجعه کنید). از حالت دایره ای (0,0) برای پورت با مقطع دایره ای در تقارن محوری سه بعدی یا دو بعدی و گزینه حالت شکاف (0,0) در حالت دو بعدی استفاده کنید . اگر درگاه دارای سطح مقطع متفاوتی با هر کدام از اینها است، از گزینه User defined یا پورت Numeric (0,0)-mode استفاده کنید . موج هواپیماگزینه وضعیتی را نشان می دهد که در آن لایه های مرزی گنجانده نشده اند. این برای مثال برای موجی است که در فضای آزاد منتشر می شود یا زمانی که شرایط لغزش و آدیاباتیک (یا تقارن) برای تمام مرزهای مجاور اعمال می شود.
تنظیمات حالت پورت
بسته به گزینه انتخاب شده در نوع پورت (به بالا مراجعه کنید):
• | برای User تعریف شده ، عبارات تعریف شده توسط کاربر را برای شکل Mode p n , u n , T n و عدد موج حالت k n (واحد SI: rad/m) وارد کنید. شکل حالت به طور خودکار قبل از استفاده در شرایط پورت کوچک می شود. از گزینه تعریف شده توسط کاربر برای وارد کردن یک عبارت تحلیلی شناخته شده یا استفاده از راه حل از Thermoviscous 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 های پورت حالت عددی (0,0) برای موجبرهای مقطع دلخواه استفاده می شود. در این حالت، شکل حالت موج صفحه انتشار (0,0) روی صفحه پورت حل می شود. شرایط مرزی حالت از مرزهای موجبر مجاور گرفته شده است. این تشخیص خودکار برای شرایط لغزش، عدم لغزش، آدیاباتیک، همدما و شرایط تقارن (از جمله گزینه‌های مشابه در حالت دیوار ) کار می‌کند. اگر تمام مرزهای راهنمای موج مجاور لغزش و آدیاباتیک (یا تقارن) هستند، از گزینه موج صفحه استفاده کنید . |
برای این گزینه، یک دنباله حل کننده خاص به طور خودکار تولید می شود زیرا شکل حالت پورت (متغیرهای پورت psi ، Psi_th ، Psi_v ، و vip ) باید قبل از مشکل دامنه (درجات آزادی اصلی p ، u ، T ، و Sparam1 ) حل شود. ). اگر قرار است از یک پیشنهاد حل کننده تکراری استفاده شود، حل کننده خطی را برای اولین مرحله جدا نگه دارید و سپس پیشنهاد تکراری را برای مرحله جدا شده دوم انتخاب کنید. اگر گزینه Numeric (0,0)-mode port پس از ایجاد یک حل کننده انتخاب شده است، سپس Reset solver to default را در مطالعه انتخاب کنید تا تنظیمات صحیح را دریافت کنید.
• | گزینه پورت حالت دایره ای (0,0) برای موجبرهای مقطع دایره ای استفاده می شود. حالت تحلیلی یک حالت موج صفحه (0,0) است که با فشار مقطع ثابت، شرایط بدون لغزش برای سرعت، و شرایط همدما برای دما ارائه می‌شود. نمونه ای از شکل حالت انتشار در یک موجبر استوانه ای در زیر مشاهده می شود.  |
شکل 6-1: حالت موج صفحه برای یک مجرای دایره ای با قطر 1 میلی متر در f = 250 هرتز.
نحوه تعریف شعاع دایره مقطع را انتخاب کنید، یا خودکار (پیش‌فرض) یا تعریف شده توسط کاربر . گزینه دوم می تواند برای برخی از پیکربندی های هندسی دقت عددی حالت محاسبه شده را افزایش دهد.
• | گزینه پورت حالت شکاف (0,0) فقط به صورت دو بعدی در یک مرز وجود دارد. در دوبعدی، هندسه در جهت خارج از صفحه بی نهایت فرض می شود و نشان دهنده یک شکاف است. حالت تحلیلی یک حالت موج صفحه (0,0) است که با فشار مقطع ثابت، شرایط بدون لغزش برای سرعت، و شرایط همدما برای دما ارائه می‌شود. |
• | گزینه Port wave Plane وضعیتی را نشان می دهد که در آن لایه های مرزی در شکل حالت گنجانده نشده اند، برای مثال، برای موجی که در فضای آزاد منتشر می شود یا زمانی که شرایط لغزش و آدیاباتیک (یا تقارن) برای همه مرزهای مجاور اعمال می شود. |
 | راه حل برای پورت عددی با استفاده از تقریب تعمیم یافته کاهش یافته فرکانس (LRF) که معمولاً در آکوستیک ترموویسکوز استفاده می شود، به دست می آید. این نظریه بر اساس تجزیه و تحلیل مرتبه بزرگی معادلات کامل ترموویسکوز و بر فرض حالت انتشار صفحه (فشار ثابت در مقطع) است. گزینه های دایره ای و شکافی از یک راه حل تحلیلی برای مقطع داده شده استفاده می کنند. اشکال حالت بر اساس تقریب LRF تا زمانی معتبر هستند که طول موج بسیار بزرگتر از مقطع موجبر باشد (λ >> a ) و طول موج بسیار بزرگتر از ضخامت لایه مرزی (λ >> δ visc و λ >> δ باشد. حرارتی ). |
هندسه بندری
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 فرودی را به عنوان دامنه فشار (پیش‌فرض) یا توان ( توان در واحد طول در مدل‌های دو بعدی) انتخاب کنید .
• | برای دامنه فشار، دامنه A را در (واحد SI: Pa) موج فرودی وارد کنید. این به طور کلی به عنوان حداکثر دامنه فشار برای یک شکل حالت معین تعریف می شود. |
• | برای Power توان P را در (واحد SI: W) حالت حادثه وارد کنید. در مدل‌های دوبعدی این یک توان در واحد طول (واحد SI: W/m) خواهد بود . |
• | فاز  (واحد SI: راد) موج فرودی را وارد کنید. این سهم فاز با دامنه تعریف شده از طریق دو گزینه بالا ضرب می شود. این ورودی ها می توانند اعداد مختلط باشند. |
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 در هر زمان 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 Circular و Slit ، مطمئن شوید که فقط حالت‌هایی را انتخاب کنید که در واقع با توجه به سطوح تقارن متقارن هستند. |
تنظیمات محدودیت
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( 
) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید .
) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید .لبه ها/نقاط حذف شده
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید . برای جزئیات بیشتر به سرکوب محدودیت‌ها در ابعاد پایین‌تر مراجعه کنید
) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید . برای جزئیات بیشتر به سرکوب محدودیت‌ها در ابعاد پایین‌تر مراجعه کنیدعملکرد 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 شود.
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 جاروی پارامتریک استفاده می شود. باید مقادیر صحیح نام پورت را نشان دهد (که هنگام اضافه کردن شرایط پورت تعریف می شود). 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 جهانی تعریف شده ta.S11 ، ta.S21 ، ta.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 ta.TL_12 داده می‌شود .
 | برای ارزیابی ماتریس پراکندگی کامل ta.S از ارزیابی جهانی ماتریس در زیر مقادیر مشتق شده استفاده کنید . |
اگر تنها دو پورت به مدل ترموویسکوز اضافه شود، COMSOL همچنین به طور خودکار ماتریس انتقال سیستم (متغیرهای ta.T11 ، ta.T12 ، ta.T21 ، ta.T22 ) و ماتریس امپدانس سیستم ( ta.Z11) را محاسبه می کند. , ta.Z12 , ta.Z21 , ta.Z22 ). این عبارات تنها در صورتی درست هستند که از حالت های موج صفحه استفاده شود. این مورد تقریباً در همه پیکربندی ها هنگام کار با سیستم های میکروآکوستیک است. برای پورت‌های آکوستیک ترموویسکوز، حالت عددی (0,0) – حالت دایره‌ای (0,0) – حالت شکاف (0,0) و موج صفحهگزینه ها فقط برای امواج صفحه هستند، یعنی حالت (0،0) با شرایط مرزی متفاوت. حالت های درجه بالاتر فقط با گزینه User defined قابل معرفی هستند . نمایش ماتریس انتقال اغلب در مدل سازی الکتروآکوستیک استفاده می شود.
 |
|
