 |
میکرواسپیکر OW:
شبیه سازی و همبستگی با اندازه گیری ها
شبیه سازی و همبستگی با اندازه گیری ها
معرفی
در این آموزش، ویژگی‌های الکترومغناطیسی، مکانیکی و آکوستیک میکرواسپیکر Ole Wolff OWS-1943T-8CP (منقطع) تجزیه و تحلیل شده و با اندازه‌گیری‌های انجام شده توسط Ole Wolff Electronics مرتبط می‌شود. در این زمینه، میکرواسپیکرها مبدل‌های الکترودینامیکی با ابعاد کاهش‌یافته هستند که در تجهیزات الکترونیکی کوچک مانند تلفن‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها، پایانه‌های دستی یا اسکنرها برای بازتولید بیشتر محدوده فرکانس صوتی در یک مبدل استفاده می‌شوند.
شکل 1: میکرو اسپیکر OWS-1943T-8CP با نتایج مدل روی هم قرار گرفته است.
در مرحله اول، با شروع از هندسه بلندگو، از یک مدل الکترومغناطیسی متقارن محوری برای توصیف پاسخ وابسته به فرکانس سیم پیچ صدا و مدار مغناطیسی استفاده می شود. در مرحله دوم، مشخصات مکانیکی غیرخطی دیافراگم محاسبه شده و با اندازه‌گیری‌ها مقایسه می‌شود. در مرحله سوم، یک مدار توده‌ای، که نشان‌دهنده فیزیک الکترومغناطیسی است، با یک مدل سه‌بعدی جفت می‌شود که در آن پاسخ مکانیکی و صوتی بلندگو تجزیه و تحلیل و با اندازه‌گیری‌ها مقایسه می‌شود. مقایسه با اندازه‌گیری‌ها سطح خوبی از همبستگی را برای همه فیزیک و اندازه‌گیری‌های در نظر گرفته نشان می‌دهد.
توجه: در این مدل، داده‌های اندازه‌گیری و هندسه بلندگو OWS-1943T-8CP (غیرقابل اجرا) متعلق به Ole Wolff Elektronik A/S است.
تعریف مدل
هندسه میکرو اسپیکر در شکل 2 نشان داده شده است . نیاز به فشردگی باعث می شود که چیدمان کلی بلندگو با بلندگوهای پویا سنتی متفاوت باشد. در این میکرو اسپیکر دیافراگم عملکرد دیافراگم، کلاهک گرد و غبار و اسپایدر مورد استفاده در بلندگوهای بزرگتر را پوشش می دهد. ابعاد این اسپیکر تقریباً 19 میلی متر قطر و 2.8 میلی متر ارتفاع است.
میکرو اسپیکر دارای ویژگی‌های خاصی است، مانند توزیع دریچه‌های پشتی، سوراخ‌های صفحه جلو، و هندسه دیافراگم، که در آنالیز ارتعاشی، لازم است هندسه سه بعدی میکرو اسپیکر را در نظر بگیرید.
شکل 2: هندسه میکرو اسپیکر OWS-1943T-8CP از نمای بالا و پایین. حق چاپ هندسه متعلق به Ole Wolff Elektronik A/S است.
همانطور که در شکل 2 و شکل 3 نشان داده شده است، اجزایی که بر میدان الکترومغناطیسی تاثیر می گذارند – یعنی قطعه قطب، آهنرباها و سیم پیچ صوتی – تقارن محوری را نشان می دهند. به نظر می رسد فرض متقارن محوری یک رویکرد معتبر برای تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی میکرو بلندگو باشد.
شکل 3: نمای شماتیک مقطع میکرو اسپیکر.
با توجه به کاهش ابعاد میکرواسپیکر در مقایسه با طول موج های حل شده، فرض بر این است که تمام اجزاء به جز دیافراگم و سیم پیچ صدا، در آنالیز ارتعاشی از نظر صوتی صلب رفتار خواهند کرد.
تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی
هدف از این تجزیه و تحلیل به دست آوردن ضریب BL میکرو بلندگو و ویژگی های امپدانس وابسته به فرکانس سیم پیچ صوتی و مدار الکترومغناطیسی است. ضریب BL حاصل ضرب شار میدان مغناطیسی عمود بر سیم پیچ و طول کل سیم پیچ است.
تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی میکرواسپیکر با استفاده از تجزیه و تحلیل سیگنال کوچک، مطالعه دامنه فرکانس که شامل دو مرحله است (به طور خودکار تولید می شود). یک مرحله ثابت که در آن میدان مغناطیسی ثابت تولید شده توسط آهنرباها در نظر گرفته می شود، و یک اختلال دامنه فرکانس ، که در آن سیم پیچ صدا با یک ولتاژ AC هارمونیک تحریک می شود و جریان های اضافی در مدار الکترومغناطیسی القا می شود.
به دلیل تأثیر اندک موقعیت سیم پیچ صدا در میدان مغناطیسی ثابت، به جای حرکت سیم پیچ و استخراج فاکتور BL، مدل از عملگرهای منطقی و یک انتگرال بر روی دامنه کامل هوا و سیم پیچ صدا برای محاسبه موقعیت های مختلف استفاده می کند. سیم پیچ صدا در حالی که حرکت می کند. ضریب BL در مقابل افست سیم پیچ ترسیم می شود، اندازه گیری فاصله بین موقعیت فعلی سیم پیچ صدا و موقعیت استراحت ( شکل 6 را در بخش نتایج ببینید).
شایان ذکر است که عیوب کوچک به دلیل زبری سطح یا لایه های چسب نازک بین اجزای مدار الکترومغناطیسی می تواند تأثیر زیادی بر فاکتور BL داشته باشد. بنابراین، این مدل از ویژگی Thin Low Permeability Gap برای اضافه کردن یک شکاف کوچک با نفوذپذیری هوا برای توضیح این موضوع استفاده می کند. مناطقی که این ویژگی در آنها اعمال شده است در شکل 4 نشان داده شده است .
شکل 4: لبه های مدل که در آن شرایط شکاف نازک نفوذپذیری کم اعمال می شود.
تحلیل غیرخطی ساختاری
این مرحله پاسخ ساختاری غیرخطی دیافراگم را تجزیه و تحلیل می کند. در تحلیل، تنها منبع غیرخطی (در دیافراگم) غیرخطی بودن هندسی است. از آنجایی که دیافراگم یک پوسته نسبتاً نازک است، جابجایی های کوچک عمود بر دیافراگم بر سفتی دیافراگم تأثیر می گذارد.
شایان ذکر است که ساده سازی قابل توجهی در این تحلیل در مورد سفتی سیم پیچ صدا انجام شده است. همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است ، سیم پیچ صدا یک ساختار غیر همسانگرد با خواص متفاوت بسته به جهت ارائه می دهد. برای جلوگیری از مدل سازی خاص هر سیم سیم پیچ و عایق آن، خواص سیم پیچ صدا به یک ماده واحد همگن شده است.
شکل 5: ساختار سیم پیچ صدا و مدل همگن آن.
در حالت ایده آل، این ماده همگن باید ناهمسانگردی سیم پیچ صدا را در جهات مختلف حفظ کند. خواص این ماده معادل ارتوتروپیک را می توان از یک مدل فرعی یا از آزمایش به دست آورد. برای سادگی در این آموزش، سیم پیچ صدای همگن شده یک رفتار همسانگرد در نظر گرفته شده است.
انطباق چسبی که سیم پیچ صدا را به دیافراگم متصل می کند به طور خاص در مدل گنجانده نشده است و همچنین می تواند منبعی برای تفاوت های کوچک بین مدل و اندازه گیری ها باشد (شکل 7 را در بخش نتایج ببینید ) .
آنالیز ارتعاشی
در طول این مرحله، خواص به دست آمده از تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی در یک مدار الکتریکی گنجانده شده و به دنبال مثال نشان داده شده در Ref با سایر فیزیک‌ها جفت می‌شود. 1 . برای تجزیه و تحلیل، بلندگو در یک پیکربندی تست بافل بی نهایت قرار می گیرد. از ویژگی Exterior Field Calculation برای محاسبه پاسخ در یک فاصله معین در مقابل بلندگو استفاده می شود.
در تجزیه و تحلیل صوتی، میرایی در دیافراگم حالت اصلی اتلاف انرژی خواهد بود، بنابراین بسیار مهم است که میرایی صحیح دیافراگم را به تصویر بکشیم. در این آموزش، یک ضریب تلفات همسانگرد ثابت برای دیافراگم در نظر گرفته شده است، اما یک میرایی وابسته به فرکانس احتمالا همبستگی بهتری را ایجاد می کند. راه‌های احتمالی برای شناسایی میرایی دیافراگم شامل آزمایش میکرواسپیکر در خلاء، جدا کردن میرایی دیافراگم از میرایی هوا، یا آزمایش دینامیکی مواد دیافراگم است.
نتایج و بحث
فاکتورهای BL اندازه گیری و محاسبه شده در شکل 6 نشان داده شده است . نتایج توافق خوبی را در محدوده آفست سیم پیچ صوتی کامل نشان می دهد. این مدل از خواص عمومی آهن نرم از کتابخانه مواد COMSOL استفاده می کند. یک راه ممکن برای بهبود همبستگی منحنی BL اندازه گیری منحنی های BH آهن مورد استفاده در میکرواسپیکر و استفاده از این منحنی در مدل است.
شکل 6: ضریب BL اندازه گیری و محاسبه شده است.
منحنی های Cms ( x ) انطباق مکانیکی اندازه گیری و محاسبه شده در شکل 7 نشان داده شده است . نتایج توافق خوبی را در بخش مثبت افست سیم پیچ صدا نشان می دهد. همانطور که در بخش تعریف مدل بحث شد ، ساده‌سازی‌های مربوط به ساختار سیم پیچ صدا می‌تواند منبع اصلی همبستگی محدود در بخش منفی افست سیم پیچ صدا باشد.
شکل 7: انطباق مکانیکی اندازه گیری و محاسبه شده C ms .
شکل 8 امپدانس اندازه گیری شده و محاسبه شده مدار الکتریکی را نشان می دهد. حالت مکانیکی اصلی میکرواسپیکر، در حدود 950 هرتز، مطابقت خوبی با اندازه‌گیری‌ها از نظر فرکانس تولید و میزان میرایی مد دارد. پیک پاسخ در حدود 7500 هرتز ناشی از یک حالت شعاعی همراه با یک حالت تکان دادن (به زیر) ناشی از توزیع نامتقارن دریچه‌های پشتی است. در نتایج شبیه‌سازی، پیک نسبتاً تیز است در حالی که اندازه‌گیری‌ها پاسخ میرایی بسیار بیشتری را نشان می‌دهند.
شکل 8: امپدانس پیچیده سیستم الکترومغناطیسی اندازه گیری و محاسبه شده است.
شکل 9 جابجایی را در 7500 هرتز نشان می دهد، که نشان می دهد رزونانس به دلیل تحریک یک حالت شعاعی همراه با یک حالت تکان ناشی از توزیع نامتقارن دریچه های پشتی است. این واقعیت که سیم پیچ صدا در این فرکانس تغییر شکل می دهد و به عنوان یک جسم جامد عمل نمی کند، نشان می دهد که گرفتن صحیح سفتی ساختار سیم پیچ صدا می تواند همبستگی فرکانس تولید این رزونانس را بهبود بخشد.
شکل 9: جابجایی دیافراگم و سیم پیچ صدا در 7500 هرتز.
سطح فشار صدا (SPL) 39.0 میلی متر در جلوی بلندگو ارزیابی شده است در شکل 10 نشان داده شده است . شکل، نتایج شبیه سازی و اندازه گیری ها را با هم مقایسه می کند. مدل COMSOL سطح خوبی از همبستگی را از فرکانس پایین تا 5000 هرتز ارائه می دهد، با منحنی که اختلاف 1.1 دسی بل را در تشدید اصلی و 1.5 دسی بل را به عنوان حداکثر اختلاف نشان می دهد. به نظر می رسد که پاسخ در حدود 7500 هرتز در مدل کمتر میرا شود، که نشان می دهد میرایی ترموویسکوز در هوا در آن فرکانس مرتبط است. این نیز در منحنی امپدانس در شکل 8 نشان داده شده است .
برای آزمایش این، مطالعه جدیدی ایجاد شد که در آن از آکوستیک ترموویسکوز، دامنه فرکانس برای مدلسازی حوزه هوا در پشت دیافراگم و دریچه‌ها استفاده شد. حوزه ترموویسکوز به راحتی با ساختارهای دیافراگم و سیم پیچ صوتی و حوزه های آکوستیک فشار با استفاده از کوپلینگ های چندفیزیکی داخلی ( مرز آکوستیک ترموویسکوز آکوستیک و مرز ساختار آکوستیک ترموویسکوز ) جفت می شود. این بخش از تحلیل در مدل فعلی گنجانده نشده است.
یک مش ریزتر در این بخش از مدل برای حل مناسب لایه‌های مرزی ترموویسکوز استفاده شد. با توجه به درجات آزادی اضافی مورد نیاز برای حل مشکل، مدل حاصل با استفاده از یک کامپیوتر با کارایی بالا (HPC) حل شد. این تنظیمات کامل به 95 گیگابایت رم نیاز دارد در حالی که مدلی که فقط از آکوستیک فشار استفاده می کند در دستگاهی با 16 گیگابایت رم قرار می گیرد. منحنی SPL به عنوان مرجع وارد شده است و در شکل 10 مشاهده می شود . استفاده از یک مدل ترموویسکوز که تمام تلفات ترموویسکوز را ثبت می کند، همبستگی میرایی حول تشدید را در 7500 هرتز بهبود می بخشد.
شکل 10: اندازه گیری و محاسبه SPL، 39 میلی متر جلوی میکرو اسپیکر. نتیجه یک مدل با تلفات ترموویسکوز نیز به عنوان مرجع نشان داده شده است.
هر دو مدل آکوستیک فشار خالص و آکوستیک ترموویسکوس هنوز تفاوت های قابل توجهی را در محدوده بین 12000 هرتز و 18500 هرتز نشان می دهند که ناشی از تفاوت در حالت های محیطی است. باز هم، اگر مدلسازی بهتری از ساختار سیم پیچ صدا اجرا شود، همبستگی احتمالاً بهبود می یابد. مدل به درستی شیب انتهای محدوده آکوستیک را ثبت می کند.
این آموزش نشان داده است که سطح خوبی از همبستگی با یک مدل نسبتا ساده و محاسباتی مقرون به صرفه با استفاده از COMSOL Multiphysics به دست می‌آید. مانند هر مدل دیگری، داده های مادی خوب برای تولید پیش بینی های معنادار (هم مطلق و هم نسبی) الزامی است. همچنین مهم است که اثرات ترموویسکوز را در دستگاه های صوتی با ابعاد کاهش یافته مانند این میکرواسپیکر ثبت کنید.
ارجاع
1. درایور بلندگوی فشرده ، از کتابخانه برنامه کاربردی COMSOL.
مسیر کتابخانه برنامه: Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/ow_microspeaker
دستورالعمل مدلسازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  2D Axismetric کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، AC/DC>Electromagnetic Fields>Magnetic Fields (mf) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت مطالعه انتخاب ، مطالعات از پیش تعیین شده برای واسط های فیزیک انتخاب شده > تجزیه و تحلیل سیگنال کوچک ، دامنه فرکانس را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
در مراحل بعدی پارامترهایی را که در مدل استفاده می شود وارد کنید و سپس اندازه گیری هایی را که برای اعتبارسنجی مدل استفاده می شود وارد کنید.
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
اندازه گیری SPL در 39 میلی متر
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، اندازه گیری شده SPL را در 39 میلی متر در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید .  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_spl_39mm_test.txt دوبار کلیک کنید . |
5 | در قسمت متن نام تابع ، SPL_Test را تایپ کنید . |
6 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
تی | هرتز |
7 | در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
SPL_Test | دسی بل |
8 |  روی Plot کلیک کنید . |
این نمودار سطح فشار صدای اندازه گیری شده (SPL) را 39 میلی متر در جلوی میکرو اسپیکر نشان می دهد.
منحنی BL اندازه گیری شد
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، منحنی BL اندازه گیری شده را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید .  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_bl_test.txt دوبار کلیک کنید . |
5 | در قسمت متن نام تابع ، BL_Test را تایپ کنید . |
6 | بخش Interpolation و Extrapolation را پیدا کنید . از لیست Interpolation ، Piecewise cubic را انتخاب کنید . |
7 | از لیست Extrapolation ، خطی را انتخاب کنید . |
8 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
تی | میلی متر |
9 | در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
BL_Test | Wb/m |
10 |  روی Plot کلیک کنید . |
این نمودار ضریب BL اندازه گیری شده را به عنوان تابعی از جابجایی سیم پیچ نشان می دهد.
منحنی Z اندازه گیری شد
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، منحنی Z اندازه گیری شده را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید .  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_z_test.txt دوبار کلیک کنید . |
5 | در قسمت متن نام تابع ، Z_Test را تایپ کنید . |
6 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
تی | هرتز |
7 | در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
Z_Test | اهم |
8 |  روی Plot کلیک کنید . |
این نمودار امپدانس اندازه گیری شده را به عنوان تابعی از فرکانس نشان می دهد.
منحنی CMS اندازه گیری شده
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، منحنی اندازه گیری شده CMS را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید .  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_cms_test.txt دوبار کلیک کنید . |
5 | در قسمت متن نام تابع ، CMS_Test را تایپ کنید . |
6 | بخش Interpolation و Extrapolation را پیدا کنید . از لیست Interpolation ، spline مکعب را انتخاب کنید . |
7 | از لیست Extrapolation ، خطی را انتخاب کنید . |
8 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
تی | میلی متر |
9 | در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
CMS_Test | mm/N |
10 |  روی Plot کلیک کنید . |
این نمودار انطباق اندازه گیری شده (Cms) را به عنوان تابعی از جابجایی سیم پیچ نشان می دهد.
تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی
همانطور که در تعریف مدل توضیح داده شد ، میکروبلندگو تقارن محوری را برای میدان الکترومغناطیسی ارائه می‌کند. بنابراین، این بخش از تحلیل با فرض تقارن محوری انجام خواهد شد.
هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
واردات 1 (imp1)
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  واردات کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واردات ، بخش واردات را پیدا کنید . |
3 | از فهرست منبع ، فایل COMSOL Multiphysics را انتخاب کنید . |
4 |  روی Browse کلیک کنید . |
5 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_axisymmetric.mphbin دوبار کلیک کنید . |
6 |  روی Import کلیک کنید . |
این هندسه دوبعدی با استفاده از ویژگی Cross Section ایجاد شده است که از هندسه سه بعدی و صفحه کاری برای تولید یک بخش دو بعدی استفاده می کند. برای سادگی، نتیجه برخی از عملیات پاکسازی مستقیماً به عنوان یک فایل خارجی وارد می شود.
تعاریف
متغیرهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_variables_2d.txt دوبار کلیک کنید . |
دو متغیر اول عملگرهای منطقی هستند که برای به دست آوردن منحنی BL استفاده خواهند شد. عملگرهای منطقی تنها ناحیه‌ای را شناسایی می‌کنند که باید به انتگرالی که برای محاسبه ضریب BL استفاده می‌شود کمک کند. برای اطلاعات بیشتر ، اسناد مربوط به اپراتور داخلی DEST را بخوانید. سومین متغیر انتگرال مورد استفاده در انتگرال است که برای به دست آوردن ضریب BL استفاده می شود.
منطقه برای ادغام BL
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ادغام ، Area را برای ادغام BL در قسمت متن Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متنی نام اپراتور ، int_BL را تایپ کنید . |
4 | فقط دامنه های 1 و 2 را انتخاب کنید. |
5 | قسمت Advanced را پیدا کنید . در فیلد متنی دستور ادغام ، 12 را تایپ کنید . |
6 | چک باکس Compute integral in revolved geometry را پاک کنید . |
از آنجایی که سیم پیچ تأثیری بر میدان الکترومغناطیسی ساکن ندارد، مدل از عملگرهای منطقی برای شناسایی موقعیت سیم پیچ در حوزه تعریف شده توسط سیم پیچ و هوا استفاده می کند.
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در درخت، AC/DC> Soft Iron (With Losses) را انتخاب کنید . |
6 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
آب (مت1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials روی Air (mat1) کلیک کنید . |
2 | فقط دامنه های 1 و 2 را انتخاب کنید. |
آهن نرم (با تلفات) (mat2)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Soft Iron (With Losses) (mat2) کلیک کنید . |
2 | فقط دامنه های 3، 5 و 7 را انتخاب کنید. |
مرحله بعدی دامنه هایی را که بخشی از سیم پیچ و قطعات قطب خواهند بود تعریف می کند.
آهن ربا
1 | در پنجره Model Builder ، روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه های 4 و 6 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات مواد ، Magnet را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
4 | قسمت Material Properties را پیدا کنید . در درخت خواص مواد ، Electromagnetic Models>Remanent Flux Density>Remanent Flux Density NormBr را انتخاب کنید . |
5 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
6 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
نفوذپذیری پس زدگی | murec_iso ; murecii = murec_iso، murecij = 0 | 1 | چگالی شار باقی می ماند | |
آنها هنجار چگالی جریان باقی می مانند | شماره هنجار | B0 | تی | چگالی شار باقی می ماند |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | 0 | S/m | پایه ای |
گذر نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
میدان های مغناطیسی (MF)
کویل 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) بر روی Magnetic Fields (mf) کلیک راست کرده و تنظیمات دامنه را Coil انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای کویل ، بخش کویل را پیدا کنید . |
4 | از لیست مدل Conductor ، چند چرخشی همگن را انتخاب کنید . |
5 | از لیست تحریک سیم پیچ ، ولتاژ را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متنی سیم پیچ V ، linper(V0) را تایپ کنید . |
7 | بخش هادی چند چرخشی همگن را پیدا کنید . در قسمت متن N ، N0 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن سیم σ ، sigma_wire را تایپ کنید . |
9 | از لیست سطح مقطع سیم سیم پیچ ، از قطر سیم گرد را انتخاب کنید . |
10 | در قسمت متنی d wire ، d_wire را تایپ کنید . |
قانون آمپر اولین آهنربا
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Domains کلیک کنید و قانون آمپر را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قانون آمپر ، قانون آمپر اولین مگنت را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 6 را انتخاب کنید. |
4 | بخش Constitutive Relation B-H را پیدا کنید . از لیست مدل مغناطیسی ، چگالی شار پسماند را انتخاب کنید . |
5 | بردار e را به صورت مشخص کنید |
0 | r |
0 | فی |
1 | z |
قانون آمپر آهنربای دوم
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Domains کلیک کنید و قانون آمپر را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قانون آمپر ، قانون آمپر دوم مگنت را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 4 را انتخاب کنید. |
4 | بخش Constitutive Relation B-H را پیدا کنید . از لیست مدل مغناطیسی ، چگالی شار پسماند را انتخاب کنید . |
5 | بردار e را به صورت مشخص کنید |
0 | r |
0 | فی |
-1 | z |
لطفاً توجه داشته باشید که شار باقیمانده دو آهنربا در جهت مخالف قرار دارد.
قانون آمپر آهن نرم
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Domains کلیک کنید و قانون آمپر را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قانون آمپر ، قانون آهن نرم آمپر را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 3، 5 و 7 را انتخاب کنید. |
4 | بخش Constitutive Relation B-H را پیدا کنید . از لیست مدل مغناطیسی ، منحنی BH را انتخاب کنید . |
شکاف نازک نفوذپذیری کم 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Thin Low Permeability Gap را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 13، 15، 21 و 23 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای شکاف نازک نفوذپذیری پایین ، بخش Thin Low Permeability Gap را پیدا کنید . |
4 | از لیست μ r ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن d s ، th_gap را تایپ کنید . |
ویژگی Thin Low Permeability Gap امکان ثبت تماس مغناطیسی ناقص بین دو حوزه را به دلیل وجود چسب یا زبری سطح فراهم می کند. انتخاب باید مانند شکل 4 باشد .
مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مش ، بخش Sequence Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست، مش کنترل شده توسط کاربر را انتخاب کنید . |
اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mesh 1 روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . در قسمت متن حداکثر اندازه عنصر ، 1 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متنی حداکثر نرخ رشد عنصر ، 1.1 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
نقشه برداری 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Mapped کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mapped ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه های 4 و 6 را انتخاب کنید. |
سایز 1
1 | روی Mapped 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.1 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
سایز 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Free Triangular 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 18، 19 و 22 را انتخاب کنید. |
5 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
7 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.02 را تایپ کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
لایه های مرزی 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary Layers کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه های مرزی ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه های 3، 5 و 7 را انتخاب کنید. |
ویژگی های لایه مرزی
1 | در پنجره Model Builder ، روی Boundary Layer Properties کلیک کنید . |
2 | فقط مرزهای 11، 13، 15، 16، 18، 19، 21–25، 27 و 28 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای ویژگی های لایه مرزی ، قسمت لایه ها را پیدا کنید . |
4 | از لیست مشخصات ضخامت ، اولین لایه را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن Thickness ، 0.005 را تایپ کنید . |
6 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مش به صورت دستی تنظیم می شود تا اطمینان حاصل شود که مش ظریف تری در حوزه های آهن وجود دارد. مش به دست آمده باید به شکل زیر باشد:
مطالعه 1 – تحلیل مغناطیسی متقارن محوری
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 1 – Axisymmetric Magnetic Analysis را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
مرحله 2: اختلال دامنه فرکانس
1 | در پنجره Model Builder ، در مطالعه 1 – تجزیه و تحلیل مغناطیسی متقارن محوری، روی مرحله 2: اختلال دامنه فرکانس کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اختلال دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 |  روی Range کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای Range ، Logarithmic را از لیست روش ورود انتخاب کنید . |
5 | در قسمت Start text عدد 100 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن توقف ، 20000 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متنی Steps per decade ، 10 را تایپ کنید . |
8 | روی Replace کلیک کنید . |
9 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
جابجایی سیم پیچ
1 | در نوار ابزار نتایج ، بر روی  Cut Line 2D کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Cut Line 2D ، Coil Displacement را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 1 – تحلیل مغناطیسی متقارن محوری / فروشگاه محلول 1 (sol2) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Line Data را پیدا کنید . در ردیف 1 ، r را روی (4.5+4.61307)/2 تنظیم کنید . |
5 | در ردیف 1 ، z را روی (-1.53-0.05)/2-0.5 قرار دهید . |
6 | در ردیف 2 ، r را روی (4.5+4.61307)/2 قرار دهید . |
7 | در ردیف 2 ، z را روی (-1.53-0.05)/2+0.5 قرار دهید . |
8 |  روی Plot کلیک کنید . |
این خط مرکز سیم پیچ را در حالی که 0.5 میلی متر در هر دو جهت از موقعیت اولیه در سراسر مختصات z حرکت می کند، مشخص می کند .
خواص کویل از COMSOL
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  1D Plot Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، مشخصات سیم پیچ را از COMSOL در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . چک باکس Two y-axes را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x را انتخاب کنید . |
5 | کادر بررسی مقیاس گزارش ثانویه محور y را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت چپ بالا را انتخاب کنید . |
مقاومت
1 | روی ویژگی های کویل از COMSOL کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، Resistance را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
واقعی (mf.VCoil_1/mf.ICoil_1) | اوه | مقاومت |
راکتانس
1 | در پنجره Model Builder ، روی گزینه Coil properties از COMSOL کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، Reactance را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | بخش y-Axis را پیدا کنید . کادر Plot on secondary y-axis را انتخاب کنید . |
4 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
imag(mf.VCoil_1/mf.ICoil_1) | اوه | راکتانس |
5 | در ویژگی های سیم پیچ از نوار ابزار COMSOL ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار امپدانس ناشی از سیم پیچ صوتی و مدار الکترومغناطیسی را نشان می دهد. برای تولید مدلی از میکرواسپیکر با سایر فیزیک ترکیب خواهد شد.
فاکتور BL
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، BL Factor را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Coil Displacement را انتخاب کنید . |
4 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
5 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، Voice coil offset (mm) را تایپ کنید . |
6 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن عنوان ، BL Factor (Wb/m) را تایپ کنید . |
8 | قسمت Axis را پیدا کنید . تیک گزینه Manual axis limits را انتخاب کنید . |
9 | در قسمت متن x حداقل ، -0.5 را تایپ کنید . |
10 | در قسمت متن حداکثر x ، 0.5 را تایپ کنید . |
11 | در فیلد متن حداقل y ، 0 را تایپ کنید . |
12 | در قسمت متن حداکثر y ، 0.85 را تایپ کنید . |
13 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
BL از COMSOL
1 | روی BL Factor کلیک راست کرده و Line Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، BL From COMSOL را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression -int_BL(BL_integrand*coil_location_r*coil_location_z) را تایپ کنید . |
4 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، BL Factor را تایپ کنید . |
5 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Expression ، z-(-1.53[mm]-0.05[mm])/2 را تایپ کنید . |
7 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Coil offset را تایپ کنید . |
8 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . از لیست رنگ ، آبی را انتخاب کنید . |
9 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
10 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
11 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
نتایج COMSOL |
از طریق استفاده از عملگرهای منطقی که انتگرال را تغییر می دهند، تنها ناحیه سیم پیچ در اطراف نقطه مورد نظر در ادغام در نظر گرفته می شود.
BL از COMSOL – معکوس
1 | در پنجره Model Builder ، روی BL Factor کلیک راست کرده و Line Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، BL From COMSOL – inverted را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression -int_BL(BL_integrand*coil_location_r*coil_location_z) را تایپ کنید . |
4 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، BL Factor را تایپ کنید . |
5 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
6 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن Expression ، -(z-(-1.53[mm]-0.05[mm])/2) را تایپ کنید . |
8 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Coil Offset را تایپ کنید . |
9 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست خط ، نقطه نقطه را انتخاب کنید . |
10 | از لیست رنگ ، آبی را انتخاب کنید . |
BL از تست
1 | روی BL Factor کلیک راست کرده و Line Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، BL From Test را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، BL_Test (z-(-1.53[mm]-0.05[mm])/2) را تایپ کنید . |
4 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، BL Factor را تایپ کنید . |
5 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Expression ، z-(-1.53[mm]-0.05[mm])/2 را تایپ کنید . |
7 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Coil Offset را تایپ کنید . |
8 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست رنگ ، قرمز را انتخاب کنید . |
9 | قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
10 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
11 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
نتایج آزمون |
BL از تست – معکوس
1 | روی BL Factor کلیک راست کرده و Line Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، BL From Test – inverted را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، BL_Test (z-(-1.53[mm]-0.05[mm])/2) را تایپ کنید . |
4 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، BL Factor را تایپ کنید . |
5 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Expression ، -(z-(-1.53[mm]-0.05[mm])/2) را تایپ کنید . |
7 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Coil Offset را تایپ کنید . |
8 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست خط ، نقطه نقطه را انتخاب کنید . |
9 | از لیست رنگ ، قرمز را انتخاب کنید . |
10 | در نوار ابزار BL Factor ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار باید مانند شکل 6 باشد .
ضریب BL، خواص سیم پیچ از COMSOL، هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf)، هنجار چگالی شار مغناطیسی، هندسه چرخشی (mf)
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results ، روی Ctrl کلیک کنید تا هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf) ، هنجار چگالی شار مغناطیسی ، هندسه چرخشی ( mf) ، ویژگی های سیم پیچ از COMSOL و BL Factor را انتخاب کنید . |
2 | کلیک راست کرده و Group را انتخاب کنید . |
پس پردازش – تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی
1 | در پنجره تنظیمات برای گروه ، Postprocessing – Electromagnetic analysis را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
نتایج الکترومغناطیسی در حال حاضر تحت یک گروه واحد قرار دارند، که پیمایش بین نتایج مطالعات مختلف را آسان‌تر می‌کند.
گروه ارزیابی – خواص کویل
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  Evaluation Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه ارزیابی ، در قسمت نوشتار برچسب ، گروه ارزیابی – خصوصیات سیم پیچ را تایپ کنید . |
ارزیابی جهانی 1
1 | روی Evaluation Group – Coil Properties کلیک راست کرده و Global Evaluation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی ، بخش عبارات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
واقعی (mf.VCoil_1/mf.ICoil_1) | اوه | مقاومت |
imag(mf.VCoil_1/mf.ICoil_1) | اوه | راکتانس |
4 | در نوار ابزار Evaluation Group – Coil Properties ، روی  Evaluate کلیک کنید . |
گروه ارزیابی برای آوردن امپدانس سیم پیچ صوتی و مدار الکترومغناطیسی به یک مدار الکتریکی متصل به مدل سه بعدی استفاده می شود.
گروه ارزیابی – BL Factor
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  Evaluation Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه ارزیابی ، در فیلد نوشتاری Label، Evaluation Group – BL Factor را تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست انتخاب پارامتر (فرکانس) ، First را انتخاب کنید . |
میانگین سطح 1
1 | روی Evaluation Group – BL Factor کلیک راست کرده و Average>Surface Average را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای میانگین سطح ، بخش Expressions را پیدا کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
-mf.Br*N0*2*pi*r | Wb/m |
5 | از لیست عبارت ارزیابی شده ، گزینه Static solution را انتخاب کنید . |
6 | بخش تنظیمات ادغام را پیدا کنید . تیک Compute volume integral را پاک کنید . |
7 | در نوار ابزار Evaluation Group – BL Factor ، روی  Evaluate کلیک کنید . |
این مقدار ضریب BL پیش بینی شده توسط مدلی است که از مدار الکتریکی برای سایر فیزیک استفاده می شود.
تعاریف جهانی
اندوکتانس سیم پیچ از مدل متقارن محوری
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات درون یابی ، اندوکتانس کویل از مدل متقارن محوری را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، جدول نتیجه را انتخاب کنید . |
4 | زیربخش توابع را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام تابع | موقعیت در پرونده |
موفق شد | 1 |
زیماگ | 2 |
5 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
موفق شد | اهم |
زیماگ | اهم |
6 | در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
ستون 1 | هرتز |
7 |  روی Plot کلیک کنید . |
طرح باید به شکل زیر باشد:
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
BL | 0.76519 [Wb/m] | 0.76519 وات بر متر | ضریب BL محاسبه شده |
این مقدار عامل BL است که قبلاً از طریق گروه ارزیابی محاسبه شده است.
اضافه کردن کامپوننت
در پنجره Model Builder ، روی گره ریشه راست کلیک کرده و Add Component>3D را انتخاب کنید .
هندسه 2
1 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
2 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
واردات 1 (imp1)
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  واردات کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واردات ، بخش واردات را پیدا کنید . |
3 | از فهرست منبع ، فایل COMSOL Multiphysics را انتخاب کنید . |
4 |  روی Browse کلیک کنید . |
5 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_geometry.mphbin دوبار کلیک کنید . |
6 |  روی Import کلیک کنید . |
7 |  روی دکمه Wireframe Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تعاریف (COMP2)
متغیرها 2
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_variables_3d.txt دوبار کلیک کنید . |
از متغیرهای اول و چهارم برای به روز رسانی چگالی سیم پیچ صدا استفاده می شود تا از مطابقت جرم سیم پیچ صدا و دیافراگم با جرم اندازه گیری شده اطمینان حاصل شود. متغیر دوم سرعت متوسط سیم پیچ است که برای جفت کردن مدار الکتریکی با سایر فیزیک استفاده می شود. متغیر سوم فقط اندازه گیری جابجایی سیم پیچ است. متغیر پنجم فقط کل انرژی صوتی است که از یک سطح عبور می کند و برای تأیید اعتبار PML استفاده می شود.
مش دیافراگمی مثلثی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، مش دیافراگم مثلثی را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | انتخاب مرزهای 31، 32، 36-44، 50، 53، 55، 58-60، 63-65، 73، 74، 77، 83-85، 88-90، 93-98، 122-124، 135، 13، 143، 146-156، 162-164، 171-179، 225، 247، 251-254، 257، 258، 270-281، 283، 285، 286، 291-290-296، 301-3019 فقط 321 و 323-334. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
مش نگاشت دیافراگم
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، مش نگاشت Diaphragm را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 22، 23، 110، 117، 134، 191، 204، 206، 211 و 262 را انتخاب کنید. |
دیافراگم
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Union کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Union ، Diaphragm را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . در قسمت Selections to add ، روی  Add کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، مش مثلثی دیافراگم و مش نگاشت دیافراگم را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
کویل
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Coil را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 12 و 13 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
هوا
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Air را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 1-11 و 14-24 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
PML بالا
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، PML Top را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
PML پایین
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، PML Bottom را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
میدان خارجی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، قسمت Exterior Field را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 15، 16، 189 و 227 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
هوا بدون PML
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  تفاوت کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، Air Without PML را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . در قسمت Selections to add ، روی  Add کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در لیست انتخاب‌ها برای افزودن، هوا را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
7 | در قسمت انتخاب‌ها برای تفریق ، روی  افزودن کلیک کنید . |
8 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای تفریق ، PML بالا و PML Bottom را انتخاب کنید . |
9 | روی OK کلیک کنید . |
شکاف درونی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Inner gap را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 14، 15، 19 و 20 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
شکاف بیرونی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، شکاف بیرونی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 10، 11، 18 و 21 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
کانال های بیرونی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، کانال های بیرونی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 5، 7، 8، 17 و 22-24 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
منوی ابزار متغیر به ویژگی های Mass Properties دسترسی می دهد که برای ردیابی جرم سیم پیچ و دیافراگم استفاده می شود.
جرم سیم پیچ
1 | روی Definitions کلیک راست کرده و Physics Utilities>Mass Properties را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Mass Properties ، Coil Mass را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام ، mass_coil را تایپ کنید . |
4 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست Selection ، Coil را انتخاب کنید . |
جرم دیافراگم
1 | روی Definitions کلیک راست کرده و Physics Utilities>Mass Properties را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Mass Properties ، Diaphragm Mass را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام ، mass_diaphragm را تایپ کنید . |
4 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
5 | از لیست انتخاب ، دیافراگم را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Density را پیدا کنید . از فهرست منبع تراکم ، از رابط فیزیک را انتخاب کنید . |
کویل متوسط
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کنید و میانگین را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای میانگین ، Coil Average را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | در قسمت متنی نام اپراتور ، ave_coil را تایپ کنید . |
4 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست Selection ، Coil را انتخاب کنید . |
انتگرال برتر PML
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ادغام ، PML Top Integral را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام اپراتور ، int_PML_Top را تایپ کنید . |
4 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
5 | فقط مرزهای 15، 16، 189 و 227 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
انتگرال پایین PML
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ادغام ، PML Bottom Integral را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متنی نام اپراتور ، int_PML_Bottom را تایپ کنید . |
4 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
5 | فقط مرزهای 11، 12، 187 و 220 را انتخاب کنید. |
انتخاب باید به شکل زیر باشد:
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
قلم 38 um
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، PEN 38 um را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، دیافراگم را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Material Properties را پیدا کنید . در درخت خواص مواد ، Basic Properties>Density را انتخاب کنید . |
6 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
7 | در درخت خواص مواد ، Basic Properties>Isotropic Structural Loss Factor را انتخاب کنید . |
8 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
9 | در درخت خواص مواد ، Basic Properties>Poisson’s Ratio را انتخاب کنید . |
10 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
11 | در درخت خواص مواد ، Basic Properties>Young’s Modulus را انتخاب کنید . |
12 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
13 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
تراکم | rho | 1360 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
عامل تلفات ساختاری ایزوتروپیک | eta_s | 0.06 | 1 | پایه ای |
نسبت پواسون | نه | 0.3 | 1 | پایه ای |
مدول یانگ | E | 7.20 [GPa] | پا | پایه ای |
همانطور که در تعریف مدل توضیح داده شد ، برای داشتن یک مدل معرف، مهم است که خواص صحیح دیافراگم را بدست آوریم.
کویل
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، Coil را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست Selection ، Coil را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Material Properties را پیدا کنید . در درخت خواص مواد ، Basic Properties>Density را انتخاب کنید . |
5 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
6 | در درخت خواص مواد ، Basic Properties>Poisson’s Ratio را انتخاب کنید . |
7 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
8 | در درخت خواص مواد ، Basic Properties>Young’s Modulus را انتخاب کنید . |
9 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
10 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
تراکم | rho | rho_coil | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
نسبت پواسون | نه | 0.3 | 1 | پایه ای |
مدول یانگ | E | 0.5 [GPa] | پا | پایه ای |
همانطور که در تعریف مدل توضیح داده شد ، این فرض که سیم پیچ صدا ویژگی های همسانگردی را ارائه می دهد یک ساده سازی بیش از حد است. احتمالاً یک ماده ارتوتروپیک رویکرد بهتری برای مدلسازی خواص همگن سیم پیچ صوتی است.
فیزیک را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics باز شود . |
2 | به پنجره Add Physics بروید . |
3 | رابط های فیزیک را در زیربخش مطالعه پیدا کنید . در جدول، کادر حل را برای مطالعه 1 – تجزیه و تحلیل مغناطیسی متقارن محوری پاک کنید . |
4 | در درخت، Acoustics>Pressure Acoustics>Pressure Acoustics، Frequency Domain (acpr) را انتخاب کنید . |
5 | روی Add to Component 2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
6 | در جدول، کادر حل را برای مطالعه 1 – تجزیه و تحلیل مغناطیسی متقارن محوری پاک کنید . |
7 | در درخت، Structural Mechanics>Solid Mechanics (جامد) را انتخاب کنید . |
8 | روی Add to Component 2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
9 | در جدول، کادر حل را برای مطالعه 1 – تجزیه و تحلیل مغناطیسی متقارن محوری پاک کنید . |
10 | در درخت، Structural Mechanics>Shell (Shell) را انتخاب کنید . |
11 | روی Add to Component 2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
12 | در جدول، کادر حل را برای مطالعه 1 – تجزیه و تحلیل مغناطیسی متقارن محوری پاک کنید . |
13 | در درخت، AC/DC> Circuit Electrical (Cir) را انتخاب کنید . |
14 | روی Add to Component 2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
15 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics بسته شود . |
با این مرحله، مدل دارای تمام فیزیک است که در تجزیه و تحلیل استفاده می شود.
آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (ACPR)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Pressure Acoustics, Frequency Domain (acpr) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای آکوستیک فشار ، دامنه فرکانس ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، هوا را انتخاب کنید . |
محاسبه میدان خارجی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Exterior Field Calculation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای محاسبه میدان خارجی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، قسمت خارجی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Exterior Field Calculation را پیدا کنید . از شرط موجود در لیست صفحه z = z 0 ، مرز سخت صدای متقارن/بی نهایت را انتخاب کنید . |
آکوستیک منطقه باریک 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Narrow Region Acoustics را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای آکوستیک منطقه باریک ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، شکاف داخلی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت خصوصیات کانال را پیدا کنید . از لیست نوع کانال ، Slit را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن h ، voice_coil_gap1 را تایپ کنید . |
آکوستیک منطقه باریک 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Narrow Region Acoustics را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای آکوستیک منطقه باریک ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، شکاف بیرونی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت خصوصیات کانال را پیدا کنید . از لیست نوع کانال ، Slit را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن h ، voice_coil_gap2 را تایپ کنید . |
آکوستیک منطقه باریک 3
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Narrow Region Acoustics را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای آکوستیک منطقه باریک ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، کانال های بیرونی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت خصوصیات کانال را پیدا کنید . از لیست نوع کانال ، مجرای مستطیلی را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن W ، back_slits_w را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن H ، back_slits_h را تایپ کنید . |
مکانیک جامدات (جامدات)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Solid Mechanics (solid) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Solid Mechanics ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Coil را انتخاب کنید . |
بار بدنه – از مدار
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Body Load را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Body Load ، در قسمت نوشتار Label، Body Load – From Circuit را تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . از لیست Selection ، Coil را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Force را پیدا کنید . از لیست نوع بار ، نیروی کل را انتخاب کنید . |
5 | بردار F tot را به صورت مشخص کنید |
0 | ایکس |
0 | y |
BL*cir.R1_i | z |
این نیرو برای اتصال مدار الکتریکی به سایر فیزیک ها استفاده می شود.
بار بدن – نیروی اعمال شده
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Body Load را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Body Load ، Body Load – Applied Force را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . از لیست Selection ، Coil را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Force را پیدا کنید . از لیست نوع بار ، نیروی کل را انتخاب کنید . |
5 | بردار F tot را به صورت مشخص کنید |
0 | ایکس |
0 | y |
اعمال_نیروی | z |
این نیرو برای حرکت دیافراگم در آنالیز Cms استفاده می شود.
پوسته (پوسته)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Shell (Shell) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Shell ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دیافراگم را انتخاب کنید . |
مواد الاستیک خطی 1
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2)>Shell (Shell) روی Linear Elastic Material 1 کلیک کنید .
میرایی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Damping را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for Damping ، بخش Damping Settings را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع میرایی ، ضریب تلفات ایزوتروپیک را انتخاب کنید . |
ضخامت و افست 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2)>Shell (Shell) روی Thickness and Offset 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Thickness and Offset ، قسمت Thickness and Offset را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی d 0 ، d_diag را تایپ کنید . |
4 | از لیست موقعیت ، User defined را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن z reoffset ، 0.5 را تایپ کنید . |
هندسه دیافراگم نمای پایینی جامدات را نشان می دهد، بنابراین مدل از یک افست در تعریف پوسته استفاده می کند.
محدودیت ثابت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Fixed Constraint را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 22، 23، 191 و 262 را انتخاب کنید. |
مدار الکتریکی (دایره)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Electrical Circuit (cir) کلیک کنید .
منبع ولتاژ 1 (V1)
1 | در نوار ابزار مدار الکتریکی ، روی منبع  ولتاژ کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات منبع ولتاژ ، بخش اتصالات گره را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
برچسب | نام گره ها |
n | 0 |
4 | قسمت Device Parameters را پیدا کنید . در قسمت متن v src ، V0 را تایپ کنید . |
مقاومت 1 (R1)
1 | در نوار ابزار مدار الکتریکی ، روی  Resistor کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقاومت ، بخش Node Connections را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
برچسب | نام گره ها |
پ | 1 |
n | 2 |
4 | قسمت Device Parameters را پیدا کنید . در قسمت متن R ، Zreal(freq) + i*Zimag(freq) را تایپ کنید . |
این مقاومت از امپدانس پیچیده مدل متقارن محور الکترومغناطیسی استفاده می کند.
منبع ولتاژ 2 (V2)
1 | در نوار ابزار مدار الکتریکی ، روی منبع  ولتاژ کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات منبع ولتاژ ، بخش اتصالات گره را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
برچسب | نام گره ها |
پ | 2 |
n | 0 |
4 | قسمت Device Parameters را پیدا کنید . در قسمت متن v src ، BL*v0 را تایپ کنید . |
این منبع ولتاژ نشان دهنده بازخورد سایر فیزیک ها به مدار الکتریکی است.
تعاریف (COMP2)
کاملاً منطبق بر لایه 1 (pml1)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی لایه  کاملاً منطبق کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه کاملاً منطبق ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، PML Top را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Geometry را پیدا کنید . از لیست Type ، Spherical را انتخاب کنید . |
5 | بخش Scaling را پیدا کنید . در قسمت متنی پارامتر انحنای مقیاس‌بندی PML ، 3 را تایپ کنید . |
انحنای مقیاس به روز می شود تا مطمئن شود که PML امواج فرودی را در محدوده کامل تجزیه و تحلیل جذب می کند.
لایه 2 کاملاً منطبق (pml2)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی لایه  کاملاً منطبق کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه کاملاً منطبق ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، PML Bottom را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Geometry را پیدا کنید . از لیست Type ، Spherical را انتخاب کنید . |
5 | زیربخش مختصات مرکز را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
XM (متر) | YM (M) | ZM (متر) |
0 | 0 | -2.75 [mm] |
6 | بخش Scaling را پیدا کنید . در قسمت متنی پارامتر انحنای مقیاس‌بندی PML ، 3 را تایپ کنید . |
انحنای مقیاس به روز می شود تا مطمئن شود که PML امواج فرودی را در محدوده کامل تجزیه و تحلیل جذب می کند.
چند فیزیک
اتصال ساختار نازک جامد 1 (sshc1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Multiphysics راست کلیک کرده و Solid-Thin Structure Connection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اتصال ساختار نازک جامد ، بخش تنظیمات اتصال را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع اتصال ، مرزهای مشترک را انتخاب کنید . |
مرز ساختار آکوستیک – جامد
1 | در پنجره Model Builder ، روی Multiphysics راست کلیک کرده و Acoustic-Structure Boundary را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Acoustic-Structure Boundary ، Acoustic-Structure Boundary – Solid را در قسمت نوشتاری Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، همه مرزها را انتخاب کنید . |
مرز ساختار آکوستیک – پوسته
1 | روی Multiphysics راست کلیک کرده و Acoustic-Structure Boundary را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Acoustic-Structure Boundary ، Acoustic-Structure Boundary – Shell را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، همه مرزها را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Coupled Interfaces را پیدا کنید . از لیست Structure ، Shell (شل) را انتخاب کنید . |
مش 2
این مش به صورت دستی تنظیم می شود تا تعداد عناصر موجود در مدل کاهش یابد و تراکم مش در دیافراگم کنترل شود. با افزودن مستقیم جزء مش مورد نظر ادامه دهید. به طور کلی، 5 تا 6 عنصر درجه دوم در هر طول موج برای حل امواج مورد نیاز است. برای جزئیات بیشتر، مش بندی (رفع امواج) را در راهنمای کاربر ماژول آکوستیک ببینید . در اینجا از 6 عنصر در هر طول موج استفاده می کنیم.
چهار وجهی رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Free Tetrahedral کلیک کنید .
Free Tetrahedral کلیک کنید .اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . در قسمت متن حداکثر اندازه عنصر ، lam0/6 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن حداقل اندازه عنصر ، 1[mm] را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن Factor Curvature ، 0.5 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
نقشه برداری 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Mapped را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mapped ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، مش نگاشت دیافراگم را انتخاب کنید . |
سایز 1
1 | روی Mapped 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.6[mm] را تایپ کنید . |
توزیع 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mapped 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | فقط Edge 467 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
4 | در فیلد متنی Number of element ، 2 را تایپ کنید . |
مثلثی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Free Triangular را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Triangular ، بخش Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، مش مثلثی دیافراگم را انتخاب کنید . |
سایز 1
1 | روی Free Triangular 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.6[mm] را تایپ کنید . |
6 | کادر حداقل اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.2[mm] را تایپ کنید . |
جارو 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست Selection ، Coil را انتخاب کنید . |
توزیع 1
1 | روی Swept 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
3 | در فیلد متنی Number of element ، 2 را تایپ کنید . |
جارو 2
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، شکاف داخلی را انتخاب کنید . |
توزیع 1
1 | روی Swept 2 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
3 | در فیلد متنی Number of element ، 2 را تایپ کنید . |
جارو 3
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، شکاف بیرونی را انتخاب کنید . |
توزیع 1
1 | روی Swept 3 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
3 | در فیلد متنی Number of element ، 2 را تایپ کنید . |
چهار وجهی رایگان 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2)>Mesh 2 روی Free Tetrahedral 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Tetrahedral ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه های 3-9، 16، 17 و 22-24 را انتخاب کنید. |
5 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
جارو 4
در نوار ابزار Mesh ، روی Swept کلیک کنید .
Swept کلیک کنید .توزیع 1
1 | روی Swept 4 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی Number of Elements عدد 8 را تایپ کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
لایه های مرزی 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary Layers کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه های مرزی ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه های 3 و 4 را انتخاب کنید. |
5 | برای گسترش بخش Transition کلیک کنید . کادر بررسی Smooth transition to interior mesh را پاک کنید . |
ویژگی های لایه مرزی
1 | در پنجره Model Builder ، روی Boundary Layer Properties کلیک کنید . |
2 | فقط مرزهای 11، 12، 15، 16، 187، 189، 220 و 227 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای ویژگی های لایه مرزی ، قسمت لایه ها را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی Number of layers عدد 1 را تایپ کنید . |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | رابط های فیزیک را در زیربخش مطالعه پیدا کنید . در جدول، کادرهای حل را برای میدان‌های مغناطیسی (mf) ، آکوستیک فشار ، دامنه فرکانس (acpr) و مدار الکتریکی (مدار) پاک کنید . |
4 | جفت های Multiphysics را در زیربخش مطالعه پیدا کنید . در جدول، کادرهای حل را برای Acoustic-Structure Boundary – Solid (asb1) و Acoustic-Structure Boundary – Shell (asb2) پاک کنید . |
5 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید . |
6 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در پنجره Model Builder ، روی گره ریشه کلیک کنید. |
8 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 2 – استخراج CMS
1 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 2 – CMS Extraction را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
این مرحله نیروی متغیری را روی سیم پیچ صدا اعمال می کند و جابجایی را اندازه می گیرد تا منحنی Cms غیرخطی را به دست آورد. تنها مکانیک جامد و رابط شل در این مرحله در نظر گرفته می‌شوند زیرا سایر فیزیک‌ها منحنی Cms را تغییر نمی‌دهند.
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، در مطالعه 2 – CMS Extraction روی Step 1: Stationary کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Study Settings را پیدا کنید . |
3 | تیک Include geometric nonlinearity را انتخاب کنید . |
4 | برای گسترش بخش Mesh Selection کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
جزء | مش |
جزء 1 | بدون مش |
5 | برای گسترش بخش Study Extensions کلیک کنید . کادر بررسی جارو کمکی را انتخاب کنید . |
6 |  روی افزودن کلیک کنید . |
7 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
اعمال_نیروی (نیروی اعمال شده) | محدوده (-1,0.1,1) | ن |
8 | روی Study 2 – CMS Extraction>Step 1: Stationary کلیک راست کرده و Get Initial Value for Step را انتخاب کنید . |
راه حل 3 (sol3)
1 | در پنجره تنظیمات برای حل ثابت ، بخش عمومی را پیدا کنید . |
2 | در قسمت متنی Relative tolerance ، 1e-5 را تایپ کنید . |
تحمل به صورت دستی کاهش می یابد تا اطمینان حاصل شود که نویز عددی بر منحنی Cms به دست آمده تأثیر نمی گذارد.
3 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
گروه ارزیابی – منحنی جابجایی نیرو
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  Evaluation Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه ارزیابی ، گروه ارزیابی – منحنی جابجایی نیرو را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، مطالعه 2 – CMS Extraction/Solution 3 (4) (sol3) را انتخاب کنید . |
4 | برای گسترش بخش Format کلیک کنید . از فهرست شامل پارامترها ، خاموش را انتخاب کنید . |
ارزیابی جهانی 1
1 | روی Evaluation Group – Force Displacement Curve کلیک راست کرده و Global Evaluation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی ، بخش عبارات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
ave_coil (w) | میانگین جابجایی سیم پیچ | |
اعمال_نیروی | ن | نیروی اعمال شده |
4 | در نوار ابزار Evaluation Group – Force Displacement Curve ، روی  Evaluate کلیک کنید . |
از طریق این گروه ارزیابی، ویژگی‌های نیرو/جابجایی دیافراگم در جدولی صادر می‌شود که در مراحل بعدی استفاده خواهد شد.
تعاریف جهانی
جابجایی نیرو از COMSOL
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، جابجایی نیرو از COMSOL را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، جدول نتیجه را انتخاب کنید . |
4 | از جدول از لیست، گروه ارزیابی – منحنی جابجایی نیرو را انتخاب کنید . |
5 | زیربخش توابع را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام تابع | موقعیت در پرونده |
زور | 1 |
6 | بخش Interpolation و Extrapolation را پیدا کنید . از لیست Interpolation ، Piecewise cubic را انتخاب کنید . |
7 | از لیست Extrapolation ، نزدیکترین تابع را انتخاب کنید . |
8 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
ستون 1 | میلی متر |
9 | در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
زور | ن |
10 |  روی Plot کلیک کنید . |
این تابع برای تسهیل استخراج منحنی نیرو-جابجایی، سفتی اعلام شده است. طرح باید به شکل زیر باشد:
مطالعه 2 – استخراج CMS
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Update Solution کلیک کنید . |
با به روز رسانی مطالعه، تابعی که قبلاً اعلام شده بود در نتایج مطالعه استخراج CMS در دسترس خواهد بود.
نتایج
شبکه 1D 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  More Datasets کلیک کنید و Grid>Grid 1D را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Grid 1D ، قسمت Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Dataset ، مطالعه 2 – CMS Extraction/Solution 3 (4) (sol3) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Parameter Bounds را پیدا کنید . در قسمت حداقل متن، -0.5 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت Maximum text 0.5 را تایپ کنید . |
CMS در مقابل جابجایی
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  1D Plot Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، CMS vs Displacement را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Grid 1D 1 را انتخاب کنید . |
4 | از فهرست انتخاب پارامتر (applied_force) ، گزینه Last را انتخاب کنید . |
5 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن عنوان ، CMS (mm/N) در مقابل Displacement (mm) را تایپ کنید . |
7 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
8 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، Voice coil offset (mm) را تایپ کنید . |
9 | قسمت Axis را پیدا کنید . تیک گزینه Manual axis limits را انتخاب کنید . |
10 | در قسمت متن x حداقل ، -0.5 را تایپ کنید . |
11 | در قسمت متن حداکثر x ، 0.5 را تایپ کنید . |
12 | در فیلد متن حداقل y ، 0 را تایپ کنید . |
13 | در قسمت متن حداکثر y ، 0.7 را تایپ کنید . |
14 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت چپ را انتخاب کنید . |
منحنی CMS از تست
1 | روی CMS vs Displacement کلیک راست کرده و Line Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، منحنی CMS از test را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، CMS_Test(x) را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Unit mm/N را تایپ کنید . |
5 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
6 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت Expression text، x را تایپ کنید . |
8 | قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
9 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
10 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
تست CMS |
منحنی CMS از آزمایش (معکوس)
1 | روی منحنی CMS از test کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، منحنی CMS را از تست (معکوس) در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، -x را تایپ کنید . |
4 | قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show legends را پاک کنید . |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست خط ، نقطه نقطه را انتخاب کنید . |
6 | از لیست رنگ ، آبی را انتخاب کنید . |
منحنی CMS از COMSOL
1 | در پنجره Model Builder ، روی CMS vs Displacement کلیک راست کرده و Line Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، منحنی CMS را از COMSOL در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، 1/(d(Force(x)،x)) را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Unit mm/N را تایپ کنید . |
5 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
6 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت Expression text، x را تایپ کنید . |
8 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست رنگ ، قرمز را انتخاب کنید . |
9 | قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
10 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
11 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
CMS COMSOL |
منحنی CMS از COMSOL (معکوس)
1 | روی منحنی CMS از COMSOL کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، منحنی CMS را از COMSOL (معکوس) در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، -x را تایپ کنید . |
4 | قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show legends را پاک کنید . |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست خط ، نقطه نقطه را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار CMS vs Displacement ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار باید مانند شکل 7 باشد .
CMS در مقابل جابجایی، استرس (پوسته)، استرس (جامد)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results ، روی Ctrl کلیک کنید تا Stress (solid) ، Stress (پوسته) و CMS vs Displacement را انتخاب کنید . |
2 | کلیک راست کرده و Group را انتخاب کنید . |
پس پردازش – تجزیه و تحلیل CMS
1 | در پنجره تنظیمات گروه ، Postprocessing – CMS Analysis را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
گروه بندی نمودارها، پیمایش را از طریق خروجی های مختلف در فایل تسهیل می کند.
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | رابط های فیزیک را در زیربخش مطالعه پیدا کنید . در جدول، کادر حل را برای میدان های مغناطیسی (mf) پاک کنید . |
4 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Frequency Domain را انتخاب کنید . |
5 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه مغناطیسی خاموش می شود زیرا سهم آن در مدار الکتریکی گنجانده شده است.
مطالعه 3 – آنالیز آکوستیک
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 3 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 3 – Acoustic Analysis را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
مرحله 1: دامنه فرکانس
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 3 – تجزیه و تحلیل صوتی ، روی مرحله 1: دامنه فرکانس کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 |  روی Range کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای Range ، فرکانس‌های ترجیحی ISO را از لیست روش ورود انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن فرکانس شروع ، عدد 100 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن توقف فرکانس ، 20000 را تایپ کنید . |
7 | از لیست فاصله ، اکتاو 1/12 را انتخاب کنید . |
8 | روی Replace کلیک کنید . |
9 | در پنجره تنظیمات برای دامنه فرکانس ، قسمت Physics and Variables Selection را پیدا کنید . |
10 | تیک Modify model configuration for study step را انتخاب کنید . |
11 | در درخت، Component 2 (comp2)>Solid Mechanics (solid)>Body Load – Applied Force را انتخاب کنید . |
12 | کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید . |
13 | برای گسترش بخش Mesh Selection کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
جزء | مش |
جزء 1 | بدون مش |
14 | روی Study 3 – Acoustic Analysis>Step 1: Frequency Domain کلیک راست کرده و Get Initial Value for Step را انتخاب کنید . |
راه حل 4 (sol4)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 3 – Acoustic Analysis>Solver Configurations>Solution 4 (sol4) روی Stationary Solver 1 کلیک راست کرده و Fully Coupled را انتخاب کنید . |
2 | روی Study 3 – Acoustic Analysis>Solver Configurations>Solution 4 (sol4)>Stationary Solver 1>Suggested Iterative Solver (GMRES with DirectPrecond.) (asb1_sshc1_asb2) کلیک راست کرده و Enable را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره Model Builder ، گره Study 3 – Acoustic Analysis>Solver Configurations>Solution 4 (sol4)>Stationary Solver 1>Suggested Iterative Solver (GMRES with DirectPrecond.) (asb1_sshc1_asb2) را گسترش دهید ، سپس روی Direct Preconditioner 2 کلیک کنید . |
4 | در پنجره تنظیمات برای Direct Preconditioner ، برای گسترش بخش Hybridization کلیک کنید . |
5 | در زیر متغیرهای پیش شرط ، روی افزودن کلیک کنید .  |
6 | در کادر محاوره ای افزودن ، Current through device R1 (comp2.currents) را در لیست متغیرهای Preconditioner انتخاب کنید . |
7 | روی OK کلیک کنید . |
8 | در پنجره تنظیمات برای Direct Preconditioner ، روی  محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
نتایج ترموویسکوز
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  جدول کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | روی Import کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل ow_microspeaker_spl_39mm_thermoviscous.txt دوبار کلیک کنید . |
5 | در قسمت نوشتار برچسب ، نتایج Thermoviscous را تایپ کنید . |
همانطور که در تعریف مدل توضیح داده شد ، این جدول حاوی نتایج یک مدل ترموویسکوز است که با نتایج آموزشی و اندازه‌گیری‌ها مقایسه می‌شود.
انرژی صوتی خروجی
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  1D Plot Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، انرژی صوتی خروجی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 3 – تجزیه و تحلیل صوتی /راه حل 4 (6) (sol4) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
5 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، فرک (Hz) را تایپ کنید . |
6 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مربوطه، Energy (W) را تایپ کنید . |
7 | قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x را انتخاب کنید . |
8 | کادر بررسی مقیاس گزارش محور y را انتخاب کنید . |
9 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست Position ، Lower middle را انتخاب کنید . |
جهانی 1
1 | روی انرژی صوتی خروجی کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
int_PML_Top (I_int) | دبلیو | انتگرال برتر PML |
int_PML_Bottom(I_int) | دبلیو | انتگرال پایین PML |
4 | در نوار ابزار انرژی صوتی خروجی ، روی  Plot کلیک کنید . |
طرح، انرژی صوتی را نشان می دهد که به PML سفر می کند. این نمودار مقادیر مثبت را برای کل محدوده فرکانس نشان می دهد، همانطور که برای یک PML کار انتظار می رود.
حساسیت بلندگو در 39 میلی متر
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، حساسیت بلندگو را در 39 میلی متر در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 3 – تجزیه و تحلیل صوتی /راه حل 4 (6) (sol4) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن عنوان ، SPL را در 39 میلی‌متر (dB) تایپ کنید . |
6 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
7 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، freq(Hz) را تایپ کنید . |
8 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، SPL(dB) را تایپ کنید . |
9 | قسمت Axis را پیدا کنید . تیک گزینه Manual axis limits را انتخاب کنید . |
10 | در قسمت متن x حداقل ، 100 را تایپ کنید . |
11 | در قسمت متن حداکثر x ، 20000 را تایپ کنید . |
12 | در قسمت حداقل متن y ، 50 را تایپ کنید . |
13 | در قسمت متن حداکثر y ، 100 را تایپ کنید . |
14 | کادر بررسی مقیاس گزارش محور x را انتخاب کنید . |
15 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
جهانی 1
1 | روی Speaker sensitivity در 39 mm کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
SPL_Test (فرکانس) | دسی بل | اندازه گیری SPL در 39 میلی متر |
4 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . از لیست Width ، 3 را انتخاب کنید . |
حساسیت بلندگو در 39 میلی متر
در پنجره Model Builder ، روی حساسیت بلندگو در 39 میلی متر کلیک کنید .
گروه اکتاو 1
1 | روی حساسیت بلندگو در 39 میلی متر کلیک راست کرده و More Plots>Octave Band را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Octave Band ، قسمت Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، جهانی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت Expression text، pext(0,0,39[mm]) را تایپ کنید . |
5 | قسمت Plot را پیدا کنید . از لیست Quantity ، چگالی طیفی توان پیوسته را انتخاب کنید . |
6 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
نتایج COMSOL |
نمودار جدول 1
1 | روی Speaker sensitivity در 39 میلی متر کلیک راست کرده و Table Graph را انتخاب کنید . |
2 | در نوار ابزار حساسیت بلندگو در 39 میلی متر ، روی  Plot کلیک کنید . |
3 | در پنجره Model Builder ، روی Table Graph 1 کلیک کنید . |
4 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . |
5 | تیک Show legends را انتخاب کنید . |
6 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
7 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
COMSOL با ترموویسکوز نتیجه می دهد |
8 | در نوار ابزار حساسیت بلندگو در 39 میلی متر ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار باید مانند شکل 10 باشد .
امپدانس کل
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، امپدانس Total را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 3 – تجزیه و تحلیل صوتی /راه حل 4 (6) (sol4) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
5 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، فرک (Hz) را تایپ کنید . |
6 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، امپدانس (اهم) را تایپ کنید . |
7 | قسمت Axis را پیدا کنید . کادر بررسی مقیاس گزارش محور x را انتخاب کنید . |
جهانی 1
1 | روی Total Impedance کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
Z_Test (فرکانس) | اوه | امپدانس اندازه گیری شده |
abs(-cir.V1_v/cir.V1_i) | اوه | نتایج COMSOL |
4 | در نوار ابزار امپدانس کل ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار باید مانند شکل 8 باشد .
فشار آکوستیک (acpr)، فشار صوتی، سطوح هم‌سطح (acpr)، فشار میدان خارجی (acpr)، سطح فشار صدای میدان خارجی (acpr)، سطح فشار صوتی میدان خارجی xy-plane (acpr)، انرژی صوتی خروجی، صدا سطح فشار (acpr)، حساسیت بلندگو در 39 میلی متر، تنش (پوسته) 1، تنش (جامد) 1، امپدانس کل
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results ، روی Ctrl کلیک کنید تا فشار صوتی (acpr) , سطح فشار صدا (acpr) , فشار آکوستیک , سطح فشار صوتی (acpr) , سطح فشار صدا در میدان خارجی (acpr) , فشار میدان خارجی ( acpr) انتخاب شود . acpr) , سطح فشار صدا میدان خارجی xy-plane (acpr) , تنش (جامد) 1 , تنش (پوسته) 1 , انرژی صوتی خروجی , حساسیت بلندگو در 39 میلی متر و امپدانس کل . |
2 | کلیک راست کرده و Group را انتخاب کنید . |
پس پردازش – تجزیه و تحلیل صوتی
1 | در پنجره تنظیمات گروه ، Postprocessing – Acoustic Analysis را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
نتایج آکوستیک در حال حاضر تحت یک گروه واحد قرار دارند، که ناوبری بین نتایج مطالعات مختلف را ساده می‌کند.
اکنون، به ایجاد نموداری که جابجایی دیافراگم و سیم پیچ صدا را نشان می دهد، مشابه نمودارهای شکل 9 ، ادامه دهید .
بند انگشتی
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، Thumbnail را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 3 – تجزیه و تحلیل صوتی /راه حل 4 (6) (sol4) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست مقدار پارامتر (فرکانس (Hz)) ، 7500 را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Color Legend را پیدا کنید . تیک Show units را انتخاب کنید . |
6 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن عنوان ، Surface: Displacement magnitude (mm) را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متنی شاخص پارامتر ، freq = eval(acpr.freq) هرتز را تایپ کنید . |
9 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
جابجایی پوسته
1 | روی Thumbnail کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، Shell displacement را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت Expression text shell.disp را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Color Table ، Rainbow>SpectrumLight را در درخت انتخاب کنید. |
6 | روی OK کلیک کنید . |
تغییر شکل 1
1 | روی Shell displacement کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-component ، u2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن y-component ، v2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن z-component ، w2 را تایپ کنید . |
فیلتر 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Shell displacement کلیک راست کرده و Filter را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلتر ، قسمت انتخاب عنصر را پیدا کنید . |
3 | در قسمت عبارت Logical for inclusion متن، x>0 را تایپ کنید . |
خط 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Thumbnail کلیک راست کرده و Line را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات خط ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، 1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
5 | از لیست رنگ ، سیاه را انتخاب کنید . |
6 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Shell displacement را انتخاب کنید . |
7 | تیک Color را پاک کنید . |
8 | کادر انتخاب Color and data range را پاک کنید . |
9 | کادر بررسی ضریب مقیاس شعاع لوله را پاک کنید . |
تغییر شکل 1
1 | روی Line 1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-component ، u2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن y-component ، v2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن z-component ، w2 را تایپ کنید . |
فیلتر 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Line 1 کلیک راست کرده و Filter را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلتر ، قسمت انتخاب عنصر را پیدا کنید . |
3 | در قسمت عبارت Logical for inclusion متن، x>0 را تایپ کنید . |
جابجایی جامد
1 | در پنجره Model Builder ، روی Thumbnail کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای سطح ، Solid Displacement را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت Expression text solid.disp را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Shell displacement را انتخاب کنید . |
تغییر شکل 1
روی Solid Displacement کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید .
فیلتر 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Solid Displacement کلیک راست کرده و Filter را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلتر ، قسمت انتخاب عنصر را پیدا کنید . |
3 | در قسمت عبارت Logical for inclusion متن، x>0 را تایپ کنید . |
خط 2
در پنجره Model Builder ، در Results>Thumbnail روی خط 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
تغییر شکل 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Line 2 را گسترش دهید ، سپس روی Deformation 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-component ، u را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن y-component ، v را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن z-component ، w را تایپ کنید . |
بخش جابجایی جامد
1 | در پنجره Model Builder ، روی Thumbnail کلیک راست کرده و Slice را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Slice ، بخش جابجایی جامد را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت Expression text solid.disp را تایپ کنید . |
4 | قسمت Plane Data را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Shell displacement را انتخاب کنید . |
تغییر شکل 1
1 | روی Solid Displacement Section کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید . |
2 | در نوار ابزار Thumbnail ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار باید مانند شکل 9 باشد . می‌توانید با به‌روزرسانی فاز در گزینه‌های مجموعه داده، فاز راه‌حل را طی کنید.
