مش بندی لایه مرزی

View Categories

مش بندی لایه مرزی

3 min read

مش بندی لایه مرزی
هنگام مدل‌سازی با استفاده از رابط‌های Thermoviscous Acoustics، چندین مقیاس طول هنگام تنظیم مش مهم می‌شوند.
اول، طول موجی وجود دارد که همچنان باید مانند آکوستیک فشار حل شود، به مش بندی: حل امواج در فضا در فصل واسط های آکوستیک فشار مراجعه کنید . این مقیاس طول اغلب به دلیل کوچک بودن هندسه‌ها هنگام مدل‌سازی پدیده‌های صوتی ترموویسکوز در کاربردهای میکروآکوستیک حل می‌شود.
در مرحله دوم، ضخامت لایه های مرزی چسبناک و حرارتی وجود دارد. برای اینکه مدل مقدار صحیح میرایی را در بر بگیرد، لایه های مرزی باید حل شوند. در حالت ایده‌آل، این کار با استفاده از مش لایه‌های مرزی انجام می‌شود . ضخامت اولین لایه مرزی (یا همه لایه ها ) و تعداد لایه های مرزی باید به گونه ای تنظیم شوند که لایه مرزی را در فرکانس مدل سازی خاص یا برای محدوده فرکانس حل کنند. به یاد داشته باشید که ضخامت لایه مرزی به اندازه یک روی ریشه دوم فرکانس مقیاس می شود.
مقیاس طول ضخامت لایه مرزی ویسکوز و حرارتی به عنوان یک متغیر وجود دارد. در رابط دامنه فرکانس ta.d_visc و ta.d_therm که می تواند به عنوان تابعی از فرکانس ارزیابی شود. در رابط گذرا tatd.d_visc و tatd.d_therm در فرکانس داده شده توسط حداکثر فرکانس برای حل تنظیمات در حل‌کننده گذرا و تنظیمات مش ارزیابی می‌شوند .
در نهایت، مهم است که ضخامت لایه مرزی را در مقایسه با ابعاد فیزیکی مدل در نظر بگیریم، به عنوان مثال، ضخامت لایه مرزی چسبناک δv در مقایسه با شعاع لوله در یک موجبر. این گاهی اوقات به عنوان عدد وومرسلی شناخته می شود
که در آن δ v ضخامت لایه مرزی چسبناک، δ th ضخامت لایه مرزی حرارتی و Pr عدد پراندتل است.
هنگامی که لایه مرزی در مقایسه با هندسه کوچک است، عدد وومرسلی بزرگ است، مثلا Wo  > 10. سپس اثر مربوط به تلفات در لایه مرزی چسبناک معمولاً نادیده گرفته می شود. در این حالت لایه مرزی نیازی به مش بندی ندارد و می توان از شرط لغزش به جای شرط بدون لغزش استفاده کرد . همین امر برای ضخامت لایه مرزی حرارتی در مقایسه با شعاع لوله صادق است. در اینجا، شرایط ایزوترمال را می توان با شرایط آدیاباتیک جایگزین کرد . اگر بدون لغزش یا همدما باشدشرایط همچنان حفظ می شوند، سپس به یاد داشته باشید که حداقل یک شبکه لایه مرزی که تقریباً به اندازه لایه مرزی آکوستیک باشد، اضافه کنید. اگر این کار انجام نشود، ضررهای اشتباهی را می توان در مدل معرفی کرد.
از طرف دیگر، هر زمان که Wo O(1) یا کوچکتر باشد، باید اثرات لایه مرزی گنجانده شود و لایه مرزی باید به اندازه کافی مشبک شود همانطور که در بالا ذکر شد.
 
اطلاعات زیادی در مورد مش بندی و مدل سازی با رابط آکوستیک Thermoviscous را می توان در دو پست وبلاگ COMSOL یافت. آن ها هستند:
www.comsol.com/blogs/theory-thermoacoustics-acoustics-thermal-viscous-losses/
www.comsol.com/blogs/modeling-thermoacoustic-interface-comsol/
 
برای جزئیات بیشتر به بخش لایه های مرزی در راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید .