معادله موج همرفت، رابط صریح زمان (CWE) بر اساس روش گالرکین ناپیوسته است که به عنوان dG-FEM یا به سادگی dG نیز شناخته می شود. این روش بسیار کارآمد در حافظه است و بر اساس یک فرمول زمان صریح است. این به این معنی است که هنگام گام برداشتن در زمان به جلو، نیازی به معکوس کردن یک ماتریس کامل سیستم نیست. وارونگی این ماتریس در روش‌های ضمنی زمان ضروری است و برای مسائل بزرگ بسیار حافظه‌بر است. از آنجایی که رابط CWE بر اساس فرمول کلاسیک FEM که در بیشتر رابط های صوتی دیگر استفاده می شود، نیست، استراتژی های دیگری برای مش بندی و گسسته سازی اعمال می شود.
اندازه گام داخلی زمانی یک روش صریح زمانی به شدت توسط شرایط CFL و در نتیجه اندازه مش کنترل می شود. به این معنی که کوچکترین عناصر مش، مراحل زمانی را محدود می کند ( بهینه سازی مش برای DG را در زیر ببینید). به نظر می رسد که فرمول dG نقطه شیرینی برای سرعت و کارایی برای مشکلات موج دارد. این با استفاده از توابع شکل مرتبه چهارم (کوارتیک) (پیش‌فرض در رابط) و شبکه‌ای با اندازه عنصر تقریباً نصف طول موج بالاترین فرکانس که باید حل شود به دست می‌آید. در عمل معمولاً می توان از مش با اندازه λ min /2 تا λ min /1.5 استفاده کرد.
این رابط در همه انواع مش و برای همه ترکیبات مش پشتیبانی می شود. مرحله زمانی داخلی، که توسط حل کننده استفاده می شود، به طور خودکار بر اساس اندازه مش (متریک دایره محاطی)، سرعت موج و سرعت جریان متوسط پس زمینه، و ویژگی های حل کننده انتخاب شده محاسبه می شود. به طور پیش فرض حل کننده صریح زمان از روش Runge-Kutta مرتبه چهارم (RK4) استفاده می کند. این روش تا زمانی خوب است که مش دارای اندازه عنصر مش یکنواخت باشد. اگر یک مش شامل توزیع بزرگی از اندازه عناصر مش باشد (به ویژه در مواردی که فقط چند عنصر کوچک دارند) تغییر به روش Adam-Bashforth 3 (محلی) (AB3loc) می تواند سودمند باشد. این روش از مراحل زمانی محلی میانی در منطقه ای که عناصر مشبک کوچکی وجود دارد استفاده می کند. انتظار نمی رود که AB3loc برای مشکلات با توزیع نسبتا یکنواخت عناصر از RK4 بهتر عمل کند.
 | برای اطلاعات کلی در مورد این دو روش به الگوریتم های صریح زمان در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید. |
بهینه سازی مش برای DG
همانطور که در بالا ذکر شد، مرحله زمانی داخلی، که توسط حل کننده استفاده می شود، توسط کوچکترین عنصر مش در مدل (نسبت به سرعت صوت در دامنه) کنترل می شود. بنابراین هنگام مش بندی باید مراقب بود که از عناصر کوچک جلوگیری شود.
برای تجسم یک متریک برای مرحله زمانی استفاده شده در عناصر، متغیر cwe.wtc را رسم کنید . این متغیر به عنوان مقیاس زمانی موج سلولی شناخته می شود و متناسب با مرحله زمانی حل کننده است. مرحله زمانی واقعی به حل کننده انتخاب شده بستگی دارد. مقدار حداقل جهانی به عنوان متغیر cwe.wtcMin وجود دارد . هنگام ترسیم این متغیر، Resolution را روی No refinement و Smoothing را روی None قرار دهید ، هر دو تنظیمات در بخش Quality نمودار. این می تواند به شناسایی عنصر مش مشکل دار در مدل کمک کند. برای فیلتر کردن عناصر با اندازه بزرگ، یک زیرگره فیلتر به طرح اضافه کنید و یک عبارت منطقی از نوع اضافه کنید:cwe.wtc<1.1*cwe.wtcMin .
برخی از استراتژی های مهم مش بندی و هندسه اعمال می شود:
1 | در مش سه بعدی، همیشه در تنظیمات بهینه سازی کیفیت عنصر در گره های چهار وجهی آزاد در مش، از گزینه اجتناب از عناصر خیلی کوچک استفاده کنید. سطح بهینه سازی را می توان در درجات مختلف تنظیم کرد: پایه ، متوسط یا زیاد . استفاده از این گزینه می‌تواند مش را برای برنامه‌های dG بهبود بخشد و در نتیجه سرعت محاسبات را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. توصیه می شود از عناصر مشبک با لبه های کوتاه اجتناب کنید، زیرا برای روش dG مضر هستند. |
2 | در مش دوبعدی، یک استراتژی ممکن ایجاد یک مش نگاشت شده است. این یک توزیع مش یکنواخت می دهد. با این حال، این تنها در صورتی کار می کند که بتوان یک مش نگاشت شده را ساخت. به طور کلی، مش را می توان با افزودن یک گره Adapt پس از مش بندی (یک گره برای هر منطقه با اندازه مش معین) بهینه کرد. در بخش Adaptation Solution را روی None ، Type of expression را روی Absolute size قرار دهید و سپس در عبارت Size، اندازه مش دامنه را وارد کنید. سپس Maximum number of refinements را روی 0 تنظیم کنید. این عملیات گره‌های مش را حرکت می‌دهد تا اندازه مش را به حداکثر برسانند و عناصر مش کوچک را حذف کنند. |
3 | از لبه ها و سطوح کوچک در هندسه خودداری کنید زیرا اینها مش را کنترل می کنند. چندین ابزار برای رفع این مشکل با استفاده از عملیات مجازی در هندسه وجود دارد. |
4 | سطوح منحنی و مرزها باید به اندازه کافی حل شوند تا از ثبات عددی اطمینان حاصل شود. به طور معمول استفاده از ضریب انحنای 0.3 تا 0.4 به خوبی کار خواهد کرد. اگر یک مرز منحنی به اندازه کافی حل نشود، ممکن است منجر به گام های زمانی بسیار بزرگ داخلی شود. البته باید از عناصر خیلی کوچک اجتناب کرد. |
 | برای اطلاعات کلی در مورد بهینه سازی کیفیت به بهینه سازی کیفیت عنصر در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید. برای اطلاعات در مورد عملیات مجازی به هندسه مجازی و عملیات کنترل مش در راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید. |
