وضعیت مرزی امپدانس لایه ای

View Categories

وضعیت مرزی امپدانس لایه ای

4 min read

وضعیت مرزی امپدانس لایه ای
وضعیت مرزی امپدانس لایه ای، توسعه ای از شرایط مرزی امپدانس است که امکان مدل سازی دنباله ای از لایه های نازک هندسی را در بالای یک بستر فراهم می کند. از آن در مرزهای بیرونی استفاده می شود که در آن میدان تنها در فاصله کوتاهی خارج از مرز نفوذ می کند. به طور خلاصه، این ویژگی یک شرط مرزی انتقال لایه ای را با یک شرط مرزی امپدانس از نوع ترکیب می کند:
.
پشته لایه با استفاده از مواد لایه ای ساخته شده است . برای هر لایه در مواد لایه‌ای ، امپدانس‌های انتقال و سطح از ضخامت لایه و خواص مواد به‌دست می‌آیند. سپس از امپدانس ها برای ربط دادن ناپیوستگی در میدان الکتریکی مماسی به جریان جاری در سطح هر دو طرف (بالا/پایین) لایه مربوطه استفاده می شود. جزئیات ریاضی مربوط به انتشار میدان در پشته لایه را می توان در بخش Layered Transition Boundary Condition یافت .
 
برای جزئیات بیشتر در مورد تعریف مواد لایه‌ای ، مواد لایه‌ای ، پیوند مواد لایه‌ای ، پشته مواد لایه‌ای، پیوند مواد لایه‌ای (زیرگره) و مواد تک لایه را در کتابچه راهنمای مرجع Multiphysics COMSOL ببینید .
 
شرایط مرزی امپدانس لایه ای بر این فرض استوار است که در لایه های نازک و در زیرلایه موج اساساً در جهت عادی منتشر می شود. بنابراین، موج می تواند در جهت عادی برخورد کند یا موج می تواند شکسته شود تا در جهتی نزدیک به جهت عادی منتشر شود. شرط اخیر برای یک هادی خوب برآورده می شود.
ضخامت لایه باید کمتر از شعاع انحنای مرز باشد.
خواص پوسته
بخش Shell Properties نشان می دهد که کدام ماده لایه ای با شرایط مرزی امپدانس لایه ای جفت شده است .
برای انتخاب یک ماده لایه‌ای خاص از لیست، تیک Use all layers را پاک کنید . ویژگی شرط مرزی امپدانس لایه‌ای تنها در مرزهایی که ماده لایه‌ای انتخاب شده در آن تعریف شده است، قابل اعمال است.
با کلیک کردن روی دکمه‌های Layer Cross Section Preview و Layer 3D Preview، می‌توانید مواد لایه‌ای انتخاب شده و لایه‌های تشکیل‌دهنده آن را تجسم کنید .
ضخامت لایه لایه بسته به نوع ماده باید به صورت زیر تنظیم شود:
برای یک ماده لایه‌ای عمومی ، که از طریق پیوند لایه‌ای یا پشته مواد لایه‌ای اضافه شده است ، ضخامت در بخش تعریف لایه پنجره تنظیمات تنظیم می‌شود . ممکن است چندین لایه در جدول تعریف شود و ضخامت باید برای هر یک از آنها تعریف شود. ضخامت کل مواد لایه ای مجموع تمام ضخامت لایه ها است.
وقتی ماده لایه‌ای یک ماده تک لایه است ، ضخامت در قسمت محتوای مواد در پنجره تنظیمات تنظیم می‌شود . یا می‌توان آن را در بخش تعریف لایه از پنجره تنظیمات گروه ویژگی پوسته تنظیم کرد .
در گره Material ، ضخامت لایه در قسمت Material Contents با افزودن یک گروه ویژگی Shell از قسمت Material Properties در پنجره تنظیمات مواد تنظیم می شود . این به طور خودکار یک زیرگره Shell را در زیر گره Material اضافه می کند و آن را به یک ماده لایه ای تبدیل می کند .
ویژگی های لایه
بخش Layer Properties خواص مواد لایه های نازک تشکیل دهنده پشته واقع در بالای بستر را مشخص می کند. پیش فرض ها از مقادیر From Material استفاده می کنند . در این حالت، ویژگی‌های ماده لایه به لایه از مواد لایه‌ای موجود در آن مرزهایی که ویژگی شرط مرزی امپدانس لایه‌ای فعال است، گرفته می‌شود. در غیر این صورت، User defined را انتخاب کنید و یک مقدار یا یک عبارت وارد کنید. در مورد دوم، تمام لایه‌های تشکیل دهنده ماده لایه‌ای انتخابی ، همان مقدار داده شده را برای ویژگی ماده انتخابی خواهند گرفت.
خواص بستر
بخش Substrate Properties ویژگی‌های ماده حوزه ضخیم را که در مدل گنجانده نشده است را مشخص می‌کند و با یک شرط مرزی امپدانس تقریبی می‌شود . یک ماده زیرلایه را از لیست موادی که قبلاً در مدل معرفی شده اند انتخاب کنید. پیش فرض ها از مقادیر From Material استفاده می کنند . در این حالت، خواص مواد از ماده زیرلایه مشخص شده گرفته می شود . در غیر این صورت، User defined را انتخاب کنید و یک مقدار یا یک عبارت وارد کنید.