شبیه سازی دامنه های بی نهایت
شبیه سازی دامنه های نامحدود یا نامحدود چالشی است که در بسیاری از انواع فیزیک با آن مواجه هستیم. به طور معمول، هر فیزیک فرآیندی را در یک حوزه محدود شبیه‌سازی می‌کند که با هندسه ترسیم شده یا وارد شده به COMSOL Multiphysics نشان داده می‌شود. اما دامنه اغلب با مرزهای مصنوعی درج می شود تا وسعت مدل را به یک منطقه قابل مدیریت محدود کند.. ممکن است به جزئیات راه حل دور از منابع، بارها یا ناهمگونی های مواد علاقه مند نباشید، اما راه حل در منطقه مورد نظر نباید تحت تأثیر وجود مرزهای مصنوعی قرار گیرد. شما به سادگی می خواهید آن را طوری رفتار کنید که گویی دامنه دامنه بی نهایتی دارد. به طور کلی، برای مسائل میدانی، مگر اینکه مرزهای دستگاه شبیه سازی شده با شرایط مرزی کاملاً تعریف شده (مانند پتانسیل الکتریکی ثابت) مطابقت داشته باشد، باید حجم اطراف را به اندازه کافی در نظر بگیرید، به طوری که مرزهای خارجی فضای محاسباتی می تواند مشخص شود. به گونه ای مشخص شده است که با محاسبات فیلدهای صحیح در یا روی دستگاهی که مدل سازی می کنید تداخل نداشته باشد.
برش مصنوعی دامنه را می توان به روش های مختلفی انجام داد. برخی از رابط های فیزیک شامل شرایط مرزی ویژه ای برای جذب امواج در حال انتشار خروجی بدون انعکاس کاذب هستند که اصطلاحاً شرایط مرزی بازتابی پایین نامیده می شود. برخی دیگر شرایط مرزی امپدانس را مجاز می‌کنند، که می‌تواند یک امپدانس محدود بین مرز مدل و یک مرجع در بی‌نهایت را به همراه داشته باشد. چنین شرایط مرزی اغلب کارآمد و مفید هستند، اما فاقد کلیت و گاهی دقت هستند.
راه دیگر برای دستیابی به همان اثر دلخواه، اعمال مقیاس مختصات به لایه ای از دامنه های مجازی اطراف ناحیه فیزیکی مورد نظر است. برای مشکلات ثابت و گذرا، این حوزه‌های مجازی را می‌توان به سمت بی‌نهایت گسترش داد و عناصر نامتناهی را ایجاد کرد. برای جذب امواج خروجی در یک مشکل دامنه فرکانس، در عوض باید دامنه های مجازی را به سطح پیچیده کشیده و به اصطلاح لایه های کاملا منطبق (PML) ایجاد کنید. علاوه بر این، برای مسائل گذرا با استفاده از یک حل‌کننده صریح زمان، می‌توانید یک لایه جذبی اضافه کنید، که مانند یک شرط مرزی غیر بازتابنده عمل می‌کند.
 |
گره‌های دامنه عنصر بی‌نهایت، لایه کاملاً منطبق و لایه جذبی فقط با محصولات افزودنی زیر برای رابط‌های فیزیکی قابل اجرا در دسترس هستند:
|
به دلیل پیشینه مشترک آنها به عنوان کشش مختصات، عناصر بی نهایت و PML در COMSOL Multiphysics تعدادی ویژگی مهم مشترک دارند. آنها بخشی از رابط کاربری را به اشتراک می گذارند و بسیاری از اصول مدل سازی را می توان مستقیماً از یکی به دیگری ترجمه کرد. بنابراین، در توضیحات زیر، عناصر بی نهایت و PML ها گاهی اوقات به عنوان سیستم های مقیاس پذیر نامیده می شوند .
 |
گره Scaling System دسترسی مستقیم به ماشین آلات کشش مختصات زیر PML و عناصر بی نهایت را فراهم می کند.
|
