نرم افزار COMSOL Multiphysics سه راه برای محاسبه دقیق شارها و نیروهای واکنش ارائه می دهد:
|
•
|
اولین رویکرد شامل عملگر نیروی واکنش ( reacf ) است که محاسبه انتگرال نیروهای واکنش یا شار را در طول تجزیه و تحلیل نتایج ممکن می‌سازد. برای جزئیات بیشتر به reacf مراجعه کنید.
|
|
•
|
دومین رویکرد کلی تر برای محاسبه نیروهای واکنش و شار استفاده از قیود ضعیف است. از این رویکرد زمانی استفاده کنید که به نیروهای واکنش یا شار در زمینه های دیگر غیر از محاسبه انتگرال نیروهای واکنش یا شار نیاز دارید.
|
 |
محدودیت های ضعیف
|
|
•
|
برخی از رابط های فیزیک راه سومی را برای محاسبه شارهای دقیق ارائه می دهند. در بخش گسسته سازی (اگر Advanced Physics Options در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب شده باشد)، Compute boundary fluxes را انتخاب کنید.چک باکس سپس حل‌کننده متغیرهایی را محاسبه می‌کند که یک شار مرزی دقیق را از هر مرز در حوزه مجاور ذخیره می‌کنند (علاوه بر مقدار برون‌یابی استاندارد). در مرزهای داخلی، دو متغیر شار مربوط به شار به حوزه‌های دو طرف مرز وجود دارد. برخلاف روش‌های دیگر، این متغیرها در مرزهای نامحدود نیز در دسترس هستند. این روش به طور پیش فرض در رابط های Coefficient Form PDE، General Form PDE، انتقال حرارت و انتقال جرم فعال است. همچنین یک کادر تیک Apply smoothing to boundary fluxes وجود دارد که به طور پیش فرض انتخاب شده است. هموارسازی می تواند مقدار شار با رفتار مناسب تری را نزدیک به تکینگی ها ارائه دهد. اپراتورهای شار مرزی: uflux و dflux را نیز ببینید .
|
هنگام استفاده از محدودیت‌های ضعیف در رابط‌ها، ضریب‌های لاگرانژ متغیرهای وابسته اضافی در آن واسط‌های فیزیک هستند. هنگام استفاده از عملگر نیروی واکنش، عملگر نیروی واکنش یک متغیر وابسته خاص با ضریب لاگرانژ آن متغیر وابسته مطابقت دارد. ضرب کننده های لاگرانژ با مقادیر زیر در رابط های فیزیکی مطابقت دارد:
|
رابط فیزیک
|
تعداد
|
|
الکترواستاتیک
|
چگالی بار سطحی
|
|
میدانهای مغناطیسی
|
جریان سطحی
|
|
جریان های الکتریکی
|
چگالی جریان
|
|
انتقال حرارت
|
شار حرارتی
|
|
حمل و نقل گونه های رقیق شده
|
شار
|
|
مکانیک جامدات
|
نیرو در هر منطقه
|
|
آکوستیک فشار
|
جابجایی نرمال (شتاب برای مطالعات فرکانس ویژه)
|
|
جریان آرام
|
کل نیرو در هر منطقه
|
علامت ضریب ضریب لاگرانژ همان علامتی است که هنگام اعمال کمیت مربوطه به طور صریح در شرایط شار استفاده می شود. به عنوان یک قاعده کلی، علامت مربوط به عملی است که محیط اطراف روی مدل انجام می دهد، نه برعکس.
این برنامه فقط بخشی از شار مرزی را محاسبه می کند که توسط ضریب لاگرانژ گرفته شده است. ممکن است شار اضافی از منابع مرزی یا ماتریس‌های محدودیت غیرهویت داشته باشید. اگرچه این نباید در رابط های فیزیک اتفاق بیفتد.
 |
ضرب‌کننده‌های لاگرانژ در تقارن محوری با شار واکنش در هر ناحیه برابر نیستند، بلکه با طول و دور کامل برابر هستند.
|
 |
مثال محاسبه شار – مدل انتقال حرارت
|
نیروهای واکنش از مقدار بردار باقیمانده در هر نقطه گره که در آن محدودیت اعمال می شود، محاسبه می شود. بنابراین، نیروهای واکنش باید به عنوان مقادیر گسسته در هر نقطه گره در نظر گرفته شوند تا میدان های پیوسته.
متغیرهای شار مرزی به روشی مشابه با نیروهای واکنش محاسبه می شوند اما با دو تفاوت مهم:
|
•
|
ابتدا، در هر مرز، سهم بردار باقیمانده از مرز و از حوزه های مجاور به طور جداگانه محاسبه می شود. این امکان محاسبه شار در هر حوزه مجاور را فراهم می کند حتی زمانی که هیچ محدودیتی در مرز وجود ندارد به طوری که بردار باقیمانده کامل صفر باشد.
|
|
•
|
دوم، شارهای گرهی محاسبه شده از بردار باقیمانده بیشتر پردازش می شوند و به عنوان یک میدان پیوسته روی مرز نشان داده می شوند. انتگرال این میدان شار بر روی یک مرز برابر است با مجموع شارهای گرهی.
|
همچنین توجه داشته باشید که متغیرهای شار تنها زمانی دقیق هستند که باقیمانده کوچک باشد و یک خطای حل کوچک معمولاً به معنای باقیمانده کوچک است.
