زمینه فشار پس زمینه

View Categories

زمینه فشار پس زمینه

4 min read

زمینه فشار پس زمینه
یک گره میدان فشار پس‌زمینه برای مدل‌سازی یک موج فشار پس‌زمینه/حادثه برای مطالعه میدان فشار پراکنده ps اضافه کنید، که به عنوان تفاوت بین فشار آکوستیک کل pt و میدان فشار پس‌زمینه pb تعریف می‌شود :
این ویژگی معادلات را در یک فرمول به اصطلاح میدان پراکنده تنظیم می کند که در آن متغیر وابسته، میدان پراکنده p  =  s است . در مدلی که میدان فشار پس‌زمینه در همه حوزه‌های صوتی تعریف نشده است (یا متفاوت است)، پیوستگی به طور خودکار در مجموع میدان t در مرزهای داخلی بین دامنه‌ها اعمال می‌شود.
میدان فشار پس زمینه دارای گزینه های داخلی برای امواج صفحه، امواج کروی و امواج استوانه ای است. همچنین می‌توان آن را با یک عبارت تحلیلی تعریف‌شده توسط کاربر، که تابعی از فضا است، تعریف کرد، یا می‌توان آن را با راه‌حلی برای یک مشکل آکوستیک دیگر ارائه کرد.
 
برای یک نوع مطالعه دامنه فرکانس، فرکانس میدان فشار پس زمینه مانند متغیر وابسته p است .
 
برای سازه‌های موجبر هیجان‌انگیز با نوع موج معین، توصیه می‌شود به جای میدان فشار پس‌زمینه، از شرایط Port یا Lumped Port استفاده کنید. اگر همچنان استفاده می شود، این ویژگی باید توسط یک شرط PML یا تشعشع برای مدل سازی یک موجبر بی نهایت پشتیبانی شود.
زمینه فشار پس زمینه
نوع میدان فشار پس‌زمینه را انتخاب کنید : موج صفحه (پیش‌فرض)، موج استوانه‌ای ، موج کروی ، یا تعریف شده توسط کاربر . برای مدل‌های متقارن محوری دوبعدی، امکان گسترش موج صفحه در هارمونیک‌های استوانه‌ای آنها وجود دارد.
برای تنظیم و محاسبه متغیرهای شدت برای هر دو میدان صوتی کل، پس‌زمینه و پراکنده، محاسبه پس‌زمینه و شدت میدان پراکنده را در پایین پنجره تنظیمات انتخاب کنید. این به یک ورودی اضافی از چگالی ρ (واحد SI: kg/m 3 ) برای میدان فشار پس زمینه تعریف شده نیاز دارد. با انتخاب این گزینه، متغیرهای سرعت برای فیلدهای مختلف نیز مشخص می شود.
موج هواپیما
گزینه Plane wave میدان فشار پس زمینه b را از نوع زیر تعریف می کند:
که در آن 0 دامنه موج است، k بردار موج با دامنه s  =  ω /c و بردار جهت موج k است ، و x مکان روی مرز است.
برای موج صفحه مقادیر دامنه فشار 0 (واحد SI: Pa)، سرعت صدای c (واحد SI: m/s) سیال را که میدان را تعریف می‌کند، از ماده یا تعریف شده توسط کاربر ، یک جهت موج e وارد کنید. k (بدون ابعاد)، و یک فاز  (واحد SI: راد).
در مدل‌های متقارن محوری دوبعدی، به دلیل محدودیت‌های هندسی، فیلدهای فرود شکل کمی متفاوت به خود می‌گیرند. فقط مولفه z برای جهت موج k می تواند وارد شود. به طور پیش فرض، موج فقط می تواند در جهت محوری حرکت کند زیرا این تنها شکل متقارن محوری یک موج صفحه است.
با انتخاب Enable plane wave expansion ، موج صفحه در هارمونیک های استوانه ای خود منبسط می شود و یک جهت موج کلی k را می توان انتخاب کرد. این یک موج از فرم را ایجاد می کند:
که در آن عدد حالت آزیموتال مشخص شده در تنظیمات معادله آکوستیک فشار است . برای گسترش راه حل، لازم است یک Sweep پارامتری را روی شماره حالت از 0 تا وضوح مورد نظر اجرا کنید.
 
نمونه ای با استفاده از قابلیت گسترش موج هواپیما را می توان به صورت آنلاین در گالری برنامه یافت. مدل Plane Wave Scattering off a Axisymmetric Object 2D: Plane Wave Expansion Approach در www.comsol.com/model/51311 یافت می شود.
موج استوانه ای
گزینه موج استوانه ای میدان فشار پس زمینه b را به عنوان یک موج استوانه ای از پیش تعریف شده تعریف می کند:
که در آن 0 دامنه داده شده در فاصله مرجع r  ref =  0.548/ s (فاصله ای که تابع هانکل یک است)، ks =  ω / c عدد موج است، تابع هانکل از نوع دوم است (نماینده یک موج استوانه ای خروجی)، s فاصله از محور منبع، sa جهت محور منبع، 0 نقطه ای در محور منبع، و x محل روی مرز است.
برای موج استوانه ای ، دامنه فشار را در فاصله مرجع 0 (واحد SI: Pa)، سرعت صوت c (واحد SI: m/s) سیال را که میدان را تعریف می کند، از ماده یا تعریف شده توسط کاربر ، وارد کنید، یک منبع را وارد کنید. مکان 0 (واحد SI: m)، یک محور منبع sa (بردار نیازی به نرمال سازی ندارد)، و یک فاز  (واحد SI: راد).
در مدل‌های متقارن محوری دوبعدی، به دلیل محدودیت‌های هندسی، فیلدهای فرود شکل کمی متفاوت به خود می‌گیرند. نه مکان منبع و نه محور مورد نیاز نیست زیرا منبع همیشه در محور z قرار دارد.
موج کروی
گزینه Spherical Wave میدان فشار پس زمینه b را به عنوان یک موج کروی از پیش تعریف شده (فقط برای متقارن محوری دو بعدی و سه بعدی) تعریف می کند:
که در آن 0 دامنه داده شده در فاصله مرجع 1 متر است، ks =  ω / c عدد موج، s فاصله از منبع، x محل منبع موج کروی، و است  موقعیت در مرز
برای موج کروی ، دامنه فشار را در فاصله مرجع 0 (واحد SI: Pa)، سرعت صوت c (واحد SI: m/s) سیال را که میدان را تعریف می‌کند، از ماده یا تعریف شده توسط کاربر ، وارد کنید، یک منبع را وارد کنید. مکان 0 (واحد SI: m)، و یک فاز  (واحد SI: راد).
در مدل‌های متقارن محوری دوبعدی، به دلیل محدودیت‌های هندسی، فیلدهای فرود شکل کمی متفاوت به خود می‌گیرند. فقط محل منبع را وارد کنید، مختصات z 0 (واحد SI: m) زیرا منبع همیشه در یک مدل متقارن محوری دوبعدی روی محور z قرار دارد.
 
برای هر دو گزینه موج استوانه ای و کروی، محور منبع و/یا منبع باید خارج از حوزه ای قرار گیرند که ویژگی میدان فشار پس زمینه در آن تعریف شده است.
تعریف شده توسط کاربر
برای گزینه User defined ، عبارتی را برای قسمت فشار پس زمینه b (واحد SI: Pa) وارد کنید.
 
پنهان‌سازی آکوستیک : مسیر کتابخانه اپلیکیشن Acoustics_Module/Tutorials,_Pressure_Acoustics/acoustic_cloaking
پراکندگی صوتی در یک بیضی : مسیر کتابخانه برنامه Acoustics_Module/Tutorials,_Pressure_Acoustics/acoustic_scattering