رهایی

View Categories

رهایی

11 min read

رهایی
از گره Release برای انتشار پرتوها در دامنه ها بر اساس عبارات دلخواه یا بر اساس موقعیت عناصر مش استفاده کنید .
زمان انتشار
این بخش تنها زمانی در دسترس است که تیک Allow multiple release times در بخش تنظیمات پیشرفته رابط فیزیک انتخاب شده باشد . زمان‌های انتشار (واحد SI: s) را وارد کنید یا روی دکمه Range ( ) کلیک کنید تا بازه‌ای از زمان‌های خاص را انتخاب و تعریف کنید. در هر زمان رهاسازی، پرتوها با موقعیت اولیه و بردار جهت پرتو همانطور که در ادامه تعریف می‌شود آزاد می‌شوند.
موقعیت اولیه
یک موقعیت اولیه را انتخاب کنید : تراکم (پیش‌فرض) یا بر اساس مش .
تراکم
برای چگالی مقداری برای تعداد پرتوها در هر انتشار N (بدون بعد) وارد کنید. پیش فرض 100 است . سپس یک مقدار یا عبارت برای Density متناسب با ρ (بدون بعد) وارد کنید. پیش فرض 1 است .
چگالی متناسب با ρ می تواند یک عبارت باشد تا یک عدد. توزیع پرتو حاصل تقریباً دارای چگالی عددی است که متناسب با این عبارت است. توزیع حاصل کمی تصادفی به نظر می رسد و به ترتیب شماره گذاری عناصر مش بستگی دارد. توزیع احتمالاً در نسخه های مختلف COMSOL Multiphysics دقیقاً یکسان نیست، اما تعداد کل پرتوهای منتشر شده همیشه N است .
 
چگالی متناسب با بیان باید کاملاً مثبت باشد.
گزینه های پیشرفته برای انتشار بر اساس تراکم
گزینه های زیر را می توان تنظیم کرد تا چگالی تعداد پرتوها با چگالی متناسب با بیان مطابقت بیشتری داشته باشد.
ترتیب دقت توزیع انتشار را بین 1 و انتخاب کنید (پیش‌فرض 5 است )، که ترتیب یکپارچه‌سازی را تعیین می‌کند که هنگام محاسبه تعداد پرتوهای آزاد شده در هر عنصر مش استفاده می‌شود. هر چه ترتیب دقت بالاتر باشد، پرتوها با دقت بیشتری در بین عناصر مش توزیع می شوند.
ضریب پالایش موقعیت (پیش‌فرض  0 ) باید یک عدد صحیح غیرمنفی باشد. هنگامی که ضریب پالایش 0 باشد ، به هر پرتو همیشه یک موقعیت منحصر به فرد اختصاص داده می شود، اما چگالی به عنوان یک مقدار یکنواخت روی هر عنصر مش در نظر گرفته می شود. اگر ضریب پالایش یک عدد صحیح مثبت باشد، توزیع پرتوها در هر عنصر مش با توجه به چگالی وزن می شود، اما ممکن است برخی از پرتوها همان موقعیت اولیه را اشغال کنند. افزایش بیشتر ضریب پالایش موقعیت ، تعداد نقاط ارزیابی را در هر عنصر مش افزایش می‌دهد تا احتمال اشغال پرتوهای متعدد در همان موقعیت اولیه کاهش یابد.
مبتنی بر مش
برای شبکه مبتنی بر اشعه ها از مجموعه ای از موقعیت های تعیین شده توسط مجموعه ای از موجودیت های هندسی (با ابعاد دلخواه) در مش رها می شوند. با توجه به ضریب پالایش بین 1 تا 5، از مرکز عناصر مش تصفیه شده استفاده می شود. بنابراین، تعداد موقعیت‌های هر عنصر مش refine^dim است ، به جز اهرام، که در آن (4*refine 2-1 )*refine/3 است .
وکتور جهت پرتو
یک گزینه را از لیست بردار جهت پرتو انتخاب کنید : بیان (پیش‌فرض)، کروی ، نیمکره ، مخروطی ، یا لامبرتین (فقط سه بعدی).
برای بیان یک پرتو واحد در جهت مشخص منتشر می شود. مختصات بردار جهت پرتو 0 (بدون بعد) را بر اساس بعد فضا وارد کنید.
برای کروی تعدادی پرتو در هر نقطه منتشر می شود که از توزیع کروی در فضای بردار موج نمونه برداری می شود. تعداد پرتوها را در فضای بردار موج w (بدون بعد) وارد کنید . پیش فرض 50 است .
برای نیمکره تعدادی پرتو در هر نقطه منتشر می شود که از توزیع نیمکره ای در فضای بردار موج نمونه برداری می شود. تعداد پرتوها را در فضای بردار موج w (بدون بعد) وارد کنید . پیش فرض 50 است . سپس مختصات محور نیمکره  r را بر اساس بعد فضا وارد کنید.
برای Conical تعدادی پرتو در هر نقطه منتشر می شود که از توزیع مخروطی در فضای بردار موج نمونه برداری می شود. تعداد پرتوها را در فضای بردار موج w (بدون بعد) وارد کنید . پیش فرض 50 است . سپس مختصات محور مخروطی  r را بر اساس بعد فضا وارد کنید. سپس زاویه مخروط α را وارد کنید (واحد SI: rad؛ پیش فرض π /3 ).
گزینه Lambertian فقط به صورت سه بعدی موجود است. تعدادی پرتو در هر نقطه منتشر می شود که از یک نیمکره در فضای بردار موج با چگالی احتمال بر اساس قانون کسینوس نمونه برداری می شود. تعداد پرتوها را در فضای بردار موج w (بدون بعد) وارد کنید . پیش فرض 50 است . سپس مختصات محور نیمکره  r را بر اساس بعد فضا وارد کنید.
اگر Conical در یک مدل سه بعدی انتخاب شده است، گزینه ای را از لیست توزیع مخروطی انتخاب کنید :
چگالی یکنواخت (پیش‌فرض): پرتوهایی با زوایای قطبی از 0 تا زاویه مخروط مشخص منتشر می‌شوند. پرتوها در فضای بردار موجی توزیع می شوند به طوری که هر پرتو تقریباً به همان زاویه جامد می رسد.
توزیع های قطبی و ازیموتالی را مشخص کنید : تعداد زوایای قطبی θ (بدون بعد) و تعداد زاویه های قطبی N φ (بدون بعد) را مشخص کنید. پرتوها در زوایای قطبی به طور یکنواخت از 0 تا زاویه مخروط مشخصمنتشر می شوندیک پرتو محوری منفرد ( θ  = 0) نیز منتشر می شود. برای هر مقدار از زاویه قطبی، پرتوها در زوایای آزیموتال به طور یکنواخت از 0 تا 2 π منتشر می شوند . بر خلاف گزینه های دیگر برای تعیین توزیع مخروطی، نیازی به تعیین مستقیم تعداد پرتوها در فضای بردار موج w نیست.(بدون بعد)، که در عوض از رابطه w  =  θ  ×  φ  + 1 مشتق شده است .
شش قطبی : تعداد زوایای قطبی θ (بدون بعد) را مشخص کنید. در این توزیع، برای هر نقطه رهاسازی، یک پرتو در امتداد محور مخروط آزاد می شود. شش پرتو با زاویه α/ θ از محور مخروط، سپس 12 پرتو با زاویه 2 α/ θ و غیره منتشر می‌شوند. تعداد کل جهت ها N w  = 3 N θ ( N θ  + 1) + 1 است.
مسطح : اشعه ها به شکل فن مسطح در زاویه مشخص منتشر می شوند.
فقط پرتوهای حاشیه ای : پرتوها همه با زاویه α نسبت به محور مخروط رها می شوند. پرتوها در زوایای آزیموتال به طور یکنواخت از 0 تا 2 π رها می شوند.
فقط پرتوهای حاشیه ای و محوری : پرتوها همه با زاویه α نسبت به محور مخروط رها می شوند، به جز یک پرتو که در امتداد محور مخروط منتشر می شود. پرتوهای حاشیه ای در زوایای آزیموتال به طور یکنواخت از 0 تا 2 π رها می شوند.
شکل 8-1: مقایسه توزیع های آزاد بر پایه مخروط موجود.
در حالت سه بعدی برای توزیع مخروطی ، همچنین می توانید اجازه دهید جهت عرضی به صورت خودکار (پیش فرض) یا تعریف شده توسط کاربر باشد . برای User تعریف شده اجزای t را وارد کنید . برای مثال، جهت گیری فن اشعه ای را هنگامی که Flat انتخاب شده است، کنترل می کند.
برای کروی ، نیمکره ، مخروطی و لامبرتی ، یک گزینه را از لیست نمونه برداری از توزیع انتخاب کنید: قطعی (پیش فرض) یا تصادفی . اگر قطعی انتخاب شود، بردارهای جهت اولیه پرتو با استفاده از الگوریتمی محاسبه می شوند که به دنبال توزیع یکنواخت پرتوها تا حد امکان در فضای بردار موج است. هر زمان که مطالعه اجرا شود، این الگوریتم همان جهت های اولیه اشعه را می دهد. اگر تصادفیانتخاب شده است، جهت اولیه هر پرتو از یک توزیع احتمال در فضای بردار موج با استفاده از اعداد شبه تصادفی نمونه برداری می شود. نتیجه ممکن است هنگام اجرای مجدد مطالعه در یک رایانه یکسان باشد، اما راه حل احتمالاً در معماری های مختلف متفاوت است.
برای Expression همچنین می توان بردار جهت پرتو را در سیستم مختصات جهانی یا در سیستم مختصاتی که با همان سرعت محیط پس زمینه حرکت می کند مقداردهی اولیه کرد. گزینه ای را از لیست مشخصات برداری موج اولیه انتخاب کنید : با توجه به سیال (پیش فرض) یا با توجه به سیستم مختصات .
زیرا با توجه به سیال، بردار موج اولیه با توجه به یک سیستم مختصاتی که با سرعت پس‌زمینه حرکت می‌کند، محاسبه می‌شود، بنابراین اگر رسانه در حال حرکت باشد، جهت پرتو اولیه ممکن است موازی با بردار وارد شده در قسمت متنی بردار جهت پرتو نباشد.
زیرا با توجه به سیستم مختصات، جهت پرتو اولیه موازی با بردار وارد شده در فیلد متنی بردار جهت پرتو است تا زمانی که یک پرتو به طور منطقی بتواند در آن جهت منتشر شود. به عنوان مثال، اگر سیال زمینه با سرعت مافوق صوت حرکت کند، پرتوها نمی توانند در جهات خاصی آزاد شوند.
فرکانس اولیه اشعه
این بخش زمانی در دسترس است که کادر تأیید توزیع فرکانس در ویژگی‌های انتشار را در بخش رابط فیزیکی انتشار و انتشار پرتو انتخاب کنید .
یک تابع توزیع را انتخاب کنید : هیچ (پیش‌فرض)، عادی ، منطقی ، یکنواخت ، یا فهرست مقادیر .
وقتی None انتخاب شده است، مقدار اولیه 0 (واحد SI: هرتز) را وارد کنید. مقدار پیش فرض 1000  هرتز است.
Normal را برای ایجاد یک تابع توزیع نرمال، Lognormal را برای ایجاد یک تابع توزیع log-normal یا یکنواخت را برای ایجاد یک تابع توزیع یکنواخت انتخاب کنید . برای هر یک از این توزیع‌ها، گزینه‌ای را از کادر بررسی نمونه‌برداری از توزیع انتخاب کنید : قطعی (پیش‌فرض) یا تصادفی . برای نمونه‌برداری تصادفی ، میانگین و انحراف معیار ممکن است دقیقاً برابر مقادیر مشخص‌شده نباشد، اما با افزایش تعداد پرتوها از نظر آماری همگرا می‌شوند. تعداد مقادیر، تعداد مقادیری را که از تابع توزیع در هر نقطه رهاسازی نمونه برداری می شود، تعیین می کند.
برای توزیع Normal یا Lognormal میانگین تعریف شده توسط کاربر (پیش‌فرض 1000  هرتز) و انحراف استاندارد (پیش‌فرض 100  هرتز) را وارد کنید. برای توزیع یکنواخت حداقل فرکانس پرتو min (پیش‌فرض 1000  هرتز) و حداکثر فرکانس پرتو max (پیش‌فرض 2000 هرتز) را وارد کنید. فهرست مقادیر را انتخاب کنید تا فهرستی از مقادیر فرکانس متمایز را وارد کنید.
فاز اولیه
این بخش زمانی در دسترس است که چک باکس Compute Phase در قسمت Physics Interface Intensity Computation انتخاب شده باشد. فاز اولیه Ψ 0 (واحد SI: راد) را وارد کنید . مقدار پیش فرض 0 است .
شدت اولیه
این بخش زمانی در دسترس است که شدت پرتو در مدل حل شود و Expression به عنوان بردار جهت پرتو انتخاب شود . مقداری برای شدت اولیه 0 (واحد SI: W/m 2 ) وارد کنید. پیش فرض 1000  وات بر متر مربع است .
شعاع اولیه انحنا
این بخش زمانی در دسترس است که شدت پرتو در مدل حل شود و Expression به عنوان بردار جهت پرتو انتخاب شود . یک شکل Wavefront را انتخاب کنید . در حالت سه بعدی گزینه های موجود عبارتند از: موج صفحه (پیش فرض)، موج کروی و بیضی . در دو بعدی گزینه های موجود عبارتند از: موج صفحه (پیش فرض) و موج استوانه ای .
برای یک موج صفحه ایده آل شعاع انحنای بی نهایت خواهد بود. با این حال، از آنجایی که الگوریتم مورد استفاده برای محاسبه شدت به مقادیر محدود نیاز دارد، هنگامی که موج صفحه انتخاب می‌شود، در عوض به شعاع انحنای اولیه مقدار اولیه داده می‌شود که 108 برابر بزرگتر از اندازه مشخصه هندسه است .
برای موج کروی یا موج استوانه ای ، شعاع اولیه انحنای 0 (واحد SI: m) را وارد کنید .
برای یک بیضوی ، شعاع اولیه انحنای 1 1,0 (واحد SI: m) و شعاع اولیه انحنای 2 2,0 (واحد SI: m) را وارد کنید . همچنین جهت انحنای اصلی اولیه، 1 1,0 (بدون ابعاد) را وارد کنید.
 
برای امواج کروی و استوانه ای، شعاع انحنای اولیه باید غیر صفر باشد. برای رها کردن یک پرتو به گونه ای که شعاع انحنای جبهه موج اولیه صفر باشد، در عوض گزینه دیگری مانند Conical را از لیست برداری جهت پرتو انتخاب کنید .
 
شعاع اصلی انحنا
قدرت منبع کل
این بخش موجود است:
هنگامی که شدت پرتو برای و
زمانی که کروی ، نیمکره یا مخروطی به عنوان بردار جهت پرتو انتخاب شده باشد .
همچنین زمانی در دسترس است که قدرت پرتو برای حل شود، و سپس هر انتخابی از بردار جهت پرتو این بخش را نمایش می دهد.
یک گزینه را از لیست مقداردهی اولیه انتخاب کنید : توزیع یکنواخت (پیش‌فرض) یا توزیع وزنی .
اگر توزیع یکنواخت یا توزیع وزنی انتخاب شده است، یک توان منبع کل src (واحد SI: W) را وارد کنید. پیش‌فرض 1  وات است. در حالت 2 بعدی، به جای آن، توان کل منبع در واحد ضخامت src (واحد SI: W/m) را وارد کنید. پیش فرض  وات بر متر است. برای توزیع وزنی نیز عبارتی برای ضریب وزنی توان wt وارد کنید . ضریب وزنی ممکن است هر واحدی داشته باشد. پرتوهای آزاد شده دارای شدت و توان اولیه متناسب با ضریب وزنی هستند، در حالی که همچنان به توان منبع مشخص شده اضافه می شوند.
 
به عنوان مثال، اگر 1000 پرتو در یک توزیع کروی با توان اولیه 10 وات رها کنید و ضریب وزنی rac.niz+1 را وارد کنید ، مجموع توان تمام پرتوهای آزاد شده، rac.sum(rac.Q ) برابر با 10 وات خواهد بود. از آنجایی که rac.niz جزء z بردار جهت پرتو است ، پرتوهای نزدیک به محور z هر یک حدود 0.02 وات قدرت خواهند داشت، آنهایی که در اطراف جهت z منفی هستند  تقریباً هیچ توانی نخواهند داشت. و آنهایی که در صفحه xy هستند هر کدام حدود 0.01 وات قدرت خواهند داشت.
مقدار اولیه متغیرهای وابسته کمکی
این بخش در صورتی در دسترس است که یک متغیر وابسته کمکی به مدل اضافه شده باشد.
برای هر یک از گره های متغیر وابسته کمکی اضافه شده به مدل، یک تابع توزیع را برای مقدار اولیه متغیرهای وابسته کمکی انتخاب کنید و اینکه آیا مقدار اولیه متغیرهای وابسته کمکی باید یک مقدار اسکالر باشد یا از یک تابع توزیع نمونه برداری شود.
تعداد پرتوهای شبیه سازی شده می تواند به میزان قابل توجهی افزایش یابد و گزینه های زیر برای هر متغیر وابسته کمکی اضافه شده به مدل موجود است.
وقتی None انتخاب شد، مقدار اولیه را وارد کنید. نماد مقدار اولیه، نام متغیر کمکی است که به دنبال آن یک زیرنویس 0 قرار می گیرد ، بنابراین برای نام پیش فرض rp ، مقدار اولیه دارای نماد rp 0 است .
برای مقدار اولیه متغیرهای وابسته کمکی، Normal را برای ایجاد یک تابع توزیع نرمال، Lognormal را برای ایجاد یک تابع توزیع log-normal و یا Uniform را برای ایجاد یک تابع توزیع یکنواخت انتخاب کنید. برای هر یک از این توزیع‌ها، گزینه‌ای را از کادر بررسی نمونه‌برداری از توزیع انتخاب کنید : قطعی (پیش‌فرض) یا تصادفی . برای نمونه‌برداری تصادفی ، میانگین و انحراف معیار ممکن است دقیقاً برابر مقادیر مشخص‌شده نباشد، اما با افزایش تعداد پرتوها از نظر آماری همگرا می‌شوند. تعداد مقادیرتعداد مقادیری را که از تابع توزیع در هر نقطه رهاسازی نمونه برداری می شود، تنظیم می کند.
برای توزیع Normal یا Lognormal میانگین (پیش‌فرض 0 ) و انحراف استاندارد (پیش‌فرض 1 ) را وارد کنید . برای توزیع یکنواخت حداقل (پیش‌فرض 0) و حداکثر (پیش‌فرض 1) را وارد کنید . فهرست مقادیر را برای وارد کردن مستقیم مجموعه ای از مقادیر عددی انتخاب کنید .
به طور پیش فرض متغیرهای وابسته کمکی پس از تمام درجات آزادی مقداردهی اولیه می شوند. برای محاسبه مقدار اولیه متغیر وابسته کمکی بلافاصله پس از محاسبه بردارهای موج اولیه پرتوها، کادر انتخاب Initialize before wave vector را انتخاب کنید . با انتخاب این چک باکس می توان جهت پرتو اولیه را به عنوان تابعی از متغیرهای وابسته کمکی تعریف کرد.