راهنمای کاربر ماژول آکوستیک شما را با مدلسازی آکوستیک با استفاده از COMSOL Multiphysics آشنا می‌کند. اطلاعات این راهنما مختص ماژول آکوستیک است. دستورالعمل های نحوه استفاده از COMSOL به طور کلی همراه با COMSOL Multiphysics Reference Manual آمده است .
 | همانطور که در بخش از کجا به کتابخانه های اسناد و برنامه دسترسی داشته باشم توضیح داده شده است؟ این اطلاعات را می توان از منوی راهنمای نرم افزار COMSOL Multiphysics نیز جستجو کرد . |
 | اقدامات خوب و همچنین برخی نکات و ترفندها در بخش های مدل سازی اختصاصی زیر هر شعبه قرار دارند. آن ها هستند:
|
 | بخش های تئوری اختصاصی نیز در زیر هر شاخه وجود دارد. در اینجا فیزیک و ریاضیات معادلات حاکم و شرایط مرزی انتخاب شده مورد بحث قرار می گیرد. |
شعبه آکوستیک تحت فشار
فصل واسط های آکوستیک فشار، رابط های زیر را توضیح می دهد:
آکوستیک فشار، واسط دامنه فرکانس، رابط فیزیک اصلی است که امواج صوتی را در حوزه فرکانس مدل می‌کند و آکوستیک فشار، رابط گذرا، رابط فیزیک هسته‌ای است که امواج صوتی را در حوزه زمان با امکان گنجاندن اثرات غیرخطی مدلسازی می‌کند. رابط آکوستیک فشار، حالت مرزی حالت هایی را حل می کند که از طریق مقطعی از موجبرها در هندسه شما منتشر می شوند.
آکوستیک فشار، رابط عناصر مرزی از روش المان مرزی (BEM) برای حل معادله هلمهولتز در حوزه فرکانس استفاده می کند. این به خوبی برای مشکلات تشعشع و پراکندگی مناسب است و می تواند به طور یکپارچه با ساختارها و اجزای محدود مبتنی بر آکوستیک فشار، رابط دامنه فرکانس جفت شود .
آکوستیک فشار، رابط صریح زمان از فرمول گالرکین ناپیوسته (dG-FEM) برای حل مدل‌های گذرا با استفاده از روش صریح زمان استفاده می‌کند. رابط می تواند مشکلات بزرگی را حل کند زیرا این روش از نظر محاسباتی بسیار کارآمد است.
آکوستیک فشار، رابط پراکندگی مجانبی و آکوستیک فشار، رابط کیرشهوف-هلمهولتز، رابط های فرکانس بالا اختصاصی هستند. روش مورد استفاده به عنوان BEM فرکانس بالا یا HFB نیز نامیده می شود.
شاخه امواج الاستیک
فصل واسط امواج الاستیک، رابط های زیر را توضیح می دهد:
رابط مکانیک جامد (امواج الاستیک) میانبری برای افزودن رابط مکانیک جامد است که برای محاسبه میدان جابجایی در جامدات دارای امواج الاستیک در حال انتشار استفاده می شود.
رابط امواج Poroelastic برای محاسبه میدان جابجایی و نوسانات فشار صوتی در مواد متخلخل با انتشار امواج متخلخل استفاده می شود.
امواج الاستیک، رابط صریح زمان از فرمول گالرکین ناپیوسته (dG-FEM) برای حل مدل‌های موج الاستیک خطی گذرا با استفاده از روش صریح زمان استفاده می‌کند. رابط می تواند مشکلات بزرگی را حل کند زیرا این روش از نظر محاسباتی بسیار کارآمد است.
امواج پیزوالکتریک، رابط صریح زمان، یک رابط چندفیزیکی است که امواج الاستیک، رابط صریح زمان و الکترواستاتیک را به منظور مدلسازی انتشار امواج پیزوالکتریک خطی در حوزه زمان، با استفاده از رویکرد صریح زمان ترکیبی FEM-DG، جفت می‌کند. این روش از نظر محاسباتی بسیار کارآمد است.
شاخه تعامل آکوستیک-سازه
فصل رابط های تعامل آکوستیک ساختار رابط های زیر را توضیح می دهد:
رابط آکوستیک-جامد، رابط دامنه فرکانس ترکیبی از آکوستیک فشار و مکانیک جامد با کوپلینگ های از پیش تعریف شده و تعامل صوتی-جامد، رابط گذرا ترکیبی از آکوستیک فشار گذرا و مکانیک جامد با کوپلینگ های از پیش تعریف شده است.
تعامل Acoustic-Shell، Frequency Domain Interface و Acoustic-Shell Interface Transient Interface نیاز به مجوز ماژول مکانیک سازه دارد. این رابط مولتی فیزیک، رابط آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (یا آکوستیک فشار، گذرا)، رابط پوسته و کوپلینگ چندفیزیک مرزی آکوستیک-ساختار را ترکیب می‌کند. رابط فیزیک برای هندسه های متقارن محوری و سه بعدی در دسترس است.
تعامل آکوستیک-پیزوالکتریک، رابط دامنه فرکانس ترکیبی از آکوستیک فشار، دامنه فرکانس است. مکانیک جامدات؛ الکترواستاتیک؛ مرز ساختار آکوستیک؛ اثر پیزوالکتریک تعامل آکوستیک-پیزوالکتریک، رابط گذرا ترکیبی از آکوستیک فشار، گذرا. مکانیک جامدات؛ الکترواستاتیک؛ مرز ساختار آکوستیک؛ اثر پیزوالکتریک
رابط تعاملی امواج آکوستیک-پورالاستیک ، آکوستیک فشار، دامنه فرکانس و امواج Poroelastic را با کوپلینگ چندفیزیکی مرزی آکوستیک-متخلخل ترکیب می‌کند.
رابط تعاملی امواج آکوستیک-جامد-پورالاستیک ، آکوستیک فشار، حوزه فرکانس و مکانیک جامد را همراه با جفت چندفیزیکی مرزی آکوستیک-ساختار و مرز آکوستیک-متخلخل ترکیب می کند.
تعامل آکوستیک-جامد، رابط صریح زمان ترکیبی از آکوستیک فشار، امواج صریح زمان و الاستیک، زمان صریح با مرز ساختار آکوستیک، جفت چندفیزیکی صریح زمان است.
شعبه هواآکوستیک
فصل واسط‌های هواآکوستیک ، رابط‌های زیر را برای مدلسازی پدیده‌های صوتی همرفت توصیف می‌کند:
اویلر خطی شده، واسط دامنه فرکانس و اویلر خطی شده، رابط گذرا، تغییرات صوتی در چگالی، سرعت و فشار را در حضور یک جریان متوسط پس زمینه ثابت که به خوبی با جریان گاز ایده آل تقریب می شود، مدل می کند. این رابط فیزیک برای شبیه‌سازی‌های هواآکوستیک استفاده می‌شود که می‌توان آن را با معادلات اویلر خطی توصیف کرد.
خطی شده Navier-Stokes، Frequency Domain Interface و Linearized Navier-Stokes، Transient Interface تغییرات صوتی در فشار، سرعت و دما را در حضور هر جریان میانگین پس زمینه همدما یا غیر گرمایی ثابت مدل می کند. این رابط فیزیک برای شبیه‌سازی‌های هواآکوستیک استفاده می‌شود که می‌توان آن را با معادلات خطی ناویر-استوکس توصیف کرد.
رابط خطی شده ناویر-استوکس، رابط حالت مرزی و اویلر خطی شده، رابط حالت مرزی برای حل حالت هایی استفاده می شود که از طریق مقطعی از موجبرها در هندسه شما در حضور یک جریان متوسط ثابت منتشر می شوند.
جریان پتانسیل خطی شده، واسط دامنه فرکانس ، امواج صوتی را در جریان پتانسیل در حوزه فرکانس مدل می کند و جریان پتانسیل خطی، رابط گذرا، امواج صوتی را در جریان پتانسیل در حوزه زمان مدل می کند. رابط حالت مرزی، جریان پتانسیل خطی شده حالت هایی را حل می کند که در یک مقطع از هندسه شما منتشر می شوند.
رابط جریان پتانسیل تراکم پذیر جریان چرخشی مورد استفاده به عنوان ورودی برای جریان پس زمینه در رابط های جریان پتانسیل خطی شده را مدل می کند.
شعبه آکوستیک ترموویسکوز
فصل رابط‌های صوتی ترموویسکوز، آکوستیک ترموویسکوز، رابط دامنه فرکانس و آکوستیک ترموویسکوز، رابط گذرا را توصیف می‌کند که هنگام مدلسازی دقیق آکوستیک در هندسه‌هایی با ابعاد کوچک ضروری هستند. در نزدیکی دیوارها، ویسکوزیته و هدایت حرارتی اهمیت پیدا می‌کنند زیرا یک لایه مرزی چسبناک و حرارتی ایجاد می‌کنند که تلفات آن قابل توجه است. اثرات غیرخطی را می توان در حوزه زمان مدل کرد. رابط آکوستیک ترموویسکوز، حالت مرزی برای شناسایی حالت های انتشار و غیر انتشار در موجبرها و مجاری با ابعاد کوچک، از جمله تلفات حرارتی و چسبناک استفاده می شود.
تعامل آکوستیک ترموویسکوز آکوستیک، واسط دامنه فرکانس ، آکوستیک ترموویسکوز، آکوستیک حوزه فرکانس و آکوستیک فشار، واسط های دامنه فرکانس را همراه با جفت چندفیزیکی مرز صوتی آکوستیک-ترموویسکوز ترکیب می کند.
تعامل صوتی و جامد ترموویسکوز، رابط دامنه فرکانس نیز در اینجا توضیح داده شده است. این رابط فیزیک ترکیبی از آکوستیک ترموویسکوز، حوزه واسط فرکانس و رابط مکانیک جامد با جفت چندفیزیکی مرزی آکوستیک-ساختار ترموویسکوز است.
تعامل آکوستیک-پوسته ترموویسکوز، رابط دامنه فرکانس به مجوز ماژول مکانیک سازه نیاز دارد. رابط multiphysics ترکیبی از Thermoviscous Acoustics، Frequency domain Interface و Shell Interface همراه با Thermoviscous Acoustic-Structure Boundary coupling multiphysics.
واسط های چندفیزیکی برهمکنش ترموویسکوز آکوستیک-ترموالاستیسیته به مجوز ماژول MEMS نیاز دارد. این رابط‌های چندفیزیکی، آکوستیک ترموویسکوز را در سیال و الاستیسیته حرارتی در ساختارها برای مدلسازی دقیق میرایی ترکیب و جفت می‌کنند.
سونوگرافی
فصل رابط های اولتراسوند رابط های زیر را توضیح می دهد:
معادله موج همرفت، رابط صریح زمان از فرمول گالرکین ناپیوسته (dG-FEM) برای مدلسازی انتشار امواج فراصوت خطی در حوزه زمان، از جمله اثرات یک جریان پس‌زمینه ثابت استفاده می‌کند.
آکوستیک فشار غیرخطی، رابط صریح زمان از فرمول گالرکین ناپیوسته (dG-FEM) برای مدلسازی انتشار امواج غیرخطی فشار دامنه بالا در سیالات از جمله اثرات اتلاف استفاده می‌کند.
هر دو اینترفیس می‌توانند با استفاده از کوپلینگ‌های چندفیزیکی داخلی، با The Elastic Waves، Time Explicit Interface جفت شوند.
شعبه آکوستیک هندسی
رابط‌های آکوستیک هندسی شامل رابط آکوستیک پرتو است که برای محاسبه مسیر، فاز و شدت پرتوهای آکوستیک استفاده می‌شود، و رابط معادله انتشار آکوستیک ، که معادله انتشار چگالی انرژی صوتی را حل می‌کند. این نظریه همچنین برای هر دو رابط فیزیک مورد بحث قرار گرفته است.
شعبه آکوستیک لوله
دامنه فرکانس آکوستیک لوله و رابط های گذرا دارای معادلات و شرایط مرزی برای مدل سازی انتشار امواج صوتی در سیستم های لوله انعطاف پذیر هستند. معادلات به صورت کلی فرموله شده اند تا امکان جریان پس زمینه ثابت را نیز در بر گیرند. دو رابط وجود دارد، یکی برای تحلیل گذرا و دیگری برای مطالعات حوزه فرکانس.
شعبه استریم آکوستیک
فصل پخش آکوستیک قابلیت‌های چندفیزیکی لازم برای مدلسازی پدیده جریان آکوستیک، یعنی جریان سیال ناشی از صدا را توضیح داد. دو فرمول وجود دارد. فرمول کامل جفت کننده آکوستیک ترموویسکوز به جریان سیال و فرمول موثر جفت کننده آکوستیک فشار به جریان سیال.
کوپلینگ های چندفیزیکی
فصل Multiphysics Couplings تمام کوپلینگ‌های multiphysics موجود با ماژول آکوستیک را توضیح می‌دهد. اینها شرایط داخلی هستند که می توانند فیزیک را با هم ترکیب کنند. به عنوان مثال، مرز ساختار آکوستیک، آکوستیک را به هر مرز جامد متصل می کند.
مکانیک سازه با ماژول آکوستیک
فصل مکانیک سازه با ماژول آکوستیک اطلاعاتی در مورد رابط مکانیک جامد که برای مدلسازی استفاده می‌شود، ارائه می‌کند، به عنوان مثال، بخش ساختاری تعامل آکوستیک و سازه. این یک توسعه رابط مکانیک جامد در COMSOL Multiphysics است و شما آن را در شاخه مکانیک سازه یا با استفاده از میانبر The Solid Mechanics (Elastic Waves) Interface در زیر شاخه Elastic Waves پیدا می کنید .
رابط Piezoelectricity Interface نیز به زودی ارائه شده است. این مکانیک جامدات و الکترواستاتیک را با روابط سازنده مورد نیاز برای مدل سازی پیزوالکتریک ترکیب می کند. هر دو اثر پیزوالکتریک مستقیم و معکوس را می توان مدل سازی کرد و کوپلینگ پیزوالکتریک را می توان با استفاده از فرم کرنش بار یا بار تنش فرموله کرد. این رابط ها بر اساس روش المان محدود (FEM) است و می تواند در حوزه فرکانس و زمان استفاده شود.
تئوری برای رابط مکانیک جامد و همچنین برای رابط پیزوالکتریک در راهنمای کاربر ماژول مکانیک سازه یافت می شود .
