آکوستیک فشار غیرخطی، رابط زمان صریح (nate) ( )، که در زیر شاخه Acoustics>Ultrasound
( ) هنگام افزودن یک رابط فیزیک یافت می شود ، برای مدل سازی انتشار امواج صوتی با دامنه محدود غیرخطی در حوزه های محاسباتی که دارای طول موج های زیادی هستند استفاده می شود. این برای شبیه سازی های وابسته به زمان با منابع و زمینه های دلخواه وابسته به زمان مناسب است. لایه‌های جاذب برای تنظیم شرایط مرزی غیر بازتابنده استفاده می‌شوند. زمینه های کاربردی شامل کاربردهای زیست پزشکی، به عنوان مثال، تصویربرداری اولتراسونیک و سونوگرافی متمرکز با شدت بالا (HIFU) است. برنامه ها محدود به اولتراسوند نیستند. رابط به صورت دو بعدی، متقارن محوری دو بعدی و سه بعدی وجود دارد.
( ) هنگام افزودن یک رابط فیزیک یافت می شود ، برای مدل سازی انتشار امواج صوتی با دامنه محدود غیرخطی در حوزه های محاسباتی که دارای طول موج های زیادی هستند استفاده می شود. این برای شبیه سازی های وابسته به زمان با منابع و زمینه های دلخواه وابسته به زمان مناسب است. لایه‌های جاذب برای تنظیم شرایط مرزی غیر بازتابنده استفاده می‌شوند. زمینه های کاربردی شامل کاربردهای زیست پزشکی، به عنوان مثال، تصویربرداری اولتراسونیک و سونوگرافی متمرکز با شدت بالا (HIFU) است. برنامه ها محدود به اولتراسوند نیستند. رابط به صورت دو بعدی، متقارن محوری دو بعدی و سه بعدی وجود دارد.
رابط مبتنی بر روش گالرکین ناپیوسته (dG یا dG-FEM) است و از یک حل کننده صریح زمان استفاده می کند. این روش حافظه بسیار کارآمدی دارد و می تواند مشکلاتی را با میلیون ها درجه آزادی (DOF) حل کند. این روش همچنین برای محاسبات توزیع شده روی خوشه ها مناسب است.
در حالت خطی، استفاده از The Pressure Acoustics، Time Explicit Interface به جای آن می‌تواند سودمند باشد، برای مثال، هنگام مدلسازی پدیده‌های پراکندگی با استفاده از فرمول‌بندی میدان پراکنده و میدان صوتی پس‌زمینه. این تقسیم برای مسائل غیرخطی امکان پذیر نیست. در حضور یک جریان پس‌زمینه ثابت و انتشار خطی ، باید از معادله موج همرفت، رابط صریح زمان استفاده شود، برای مثال، هنگام مدلسازی فلومتر اولتراسونیک.
برای مدلسازی برهم‌کنش ساختار آکوستیک (ASI) یا مشکلات ارتعاشی، رابط کاملاً چندفیزیکی فعال است و می‌توان آن را با امواج الاستیک، رابط صریح زمان ، با استفاده از مرز ساختار آکوستیک، زمان صریح یا مرز جفت آکوستیک ساختار جفت کرد. کوپلینگ های چندفیزیکی صریح زمان .
رابط معادلات حاکم غیرخطی مرتبه دوم را برای فشار صوتی p و اختلالات سرعت صوتی u را حل می کند . رابط برای مدلسازی پدیده‌های انتشار موج پیشرونده زمانی که اثرات غیرخطی تجمعی از اثرات غیرخطی محلی پیشی می‌گیرد، مناسب است. بنابراین این مدل با معادله وسترولت مرتبه دوم برای فشار آکوستیک مطابقت دارد (همچنین به ویژگی مشارکت های صوتی غیرخطی (Westervelt) که با The Pressure Acoustics، Interface گذرا موجود است ، مراجعه کنید. اتلاف حجمی عمومی (میرایی حجمی) را می توان به مدل سیالات واقعی اضافه کرد.
چندین ویژگی برای کمک به حل مسائل غیرخطی و بسیار غیرخطی از جمله استفاده از یک محدود کننده عددی (برای گرفتن شوک) و همچنین استفاده از اصلاح مش تطبیقی در دسترس است .
تنظیمات
Label نام رابط فیزیک پیش فرض است .
Name عمدتاً به عنوان پیشوند دامنه برای متغیرهای تعریف شده توسط رابط فیزیک استفاده می شود. به چنین متغیرهای رابط فیزیک در عبارات با استفاده از الگوی <name> مراجعه کنید.<variable_name> . به منظور تمایز بین متغیرهای متعلق به رابط های فیزیکی مختلف، رشته نام باید منحصر به فرد باشد. فقط حروف، اعداد و زیرخط (_) در قسمت نام مجاز هستند . کاراکتر اول باید یک حرف باشد.
نام پیش‌فرض (برای اولین رابط فیزیک در مدل) nate است .
پارامترهای فیلتر برای لایه های جذب کننده
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید . در قسمت Filter Parameters for Absorbing Layers می توانید مقادیر تنظیم شده برای فیلتر مورد استفاده در لایه های جذبی را تغییر داده و کنترل کنید . مقادیر پارامترهای فیلتر تعریف شده در اینجا در تمام لایه‌های جذبی اضافه شده به مدل استفاده می‌شوند و مقدار پارامترهای فیلتر فعال شده در مدل ماده ( آکوستیک فشار غیرخطی، مدل آشکار زمان ) را لغو می‌کنند. مقادیر پیش‌فرض پارامترهای فیلتر α ، ηc و sبه ترتیب روی 0.1، 0.01 و 2 تنظیم می شوند. در داخل لایه جاذب استفاده از فیلتری که خیلی تهاجمی نباشد بسیار مهم است زیرا باعث انعکاس کاذب می شود.
) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید . در قسمت Filter Parameters for Absorbing Layers می توانید مقادیر تنظیم شده برای فیلتر مورد استفاده در لایه های جذبی را تغییر داده و کنترل کنید . مقادیر پارامترهای فیلتر تعریف شده در اینجا در تمام لایه‌های جذبی اضافه شده به مدل استفاده می‌شوند و مقدار پارامترهای فیلتر فعال شده در مدل ماده ( آکوستیک فشار غیرخطی، مدل آشکار زمان ) را لغو می‌کنند. مقادیر پیش‌فرض پارامترهای فیلتر α ، ηc و sبه ترتیب روی 0.1، 0.01 و 2 تنظیم می شوند. در داخل لایه جاذب استفاده از فیلتری که خیلی تهاجمی نباشد بسیار مهم است زیرا باعث انعکاس کاذب می شود. | برای اطلاعات کلی در مورد فیلتر، بخش پارامترهای فیلتر را در قسمت Wave Form PDE در راهنمای مرجع Multiphysics COMSOL ببینید. |
شار عددی
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و در کادر محاوره ای Show More Options ، Stabilization را انتخاب کنید . فقط یک گزینه برای فرمول شار عددی مورد استفاده در طرح عددی هنگام حل مسئله dG وجود دارد. برای Lax–Friedrichs (تنها گزینه) پارامتر Lax–Friedrichs flux τ LF را وارد کنید (پیش‌فرض 0.2 است). مقدار پارامتر τ LF باید بین 0 تا 0.5 باشد. مقدار پارامتر 0 یک شار مرکزی را نشان می دهد که کمترین اتلاف و همچنین پایدارترین شار عددی را دارد. مقدار پارامتر 0.5 یک شار جهانی Lax-Friedrichs با حداکثر اتلاف می دهد (نگاه کنید به شار Lax–Friedrichs ).
) کلیک کنید و در کادر محاوره ای Show More Options ، Stabilization را انتخاب کنید . فقط یک گزینه برای فرمول شار عددی مورد استفاده در طرح عددی هنگام حل مسئله dG وجود دارد. برای Lax–Friedrichs (تنها گزینه) پارامتر Lax–Friedrichs flux τ LF را وارد کنید (پیش‌فرض 0.2 است). مقدار پارامتر τ LF باید بین 0 تا 0.5 باشد. مقدار پارامتر 0 یک شار مرکزی را نشان می دهد که کمترین اتلاف و همچنین پایدارترین شار عددی را دارد. مقدار پارامتر 0.5 یک شار جهانی Lax-Friedrichs با حداکثر اتلاف می دهد (نگاه کنید به شار Lax–Friedrichs ).محدود کننده
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و در کادر محاوره ای Show More Options ، Stabilization را انتخاب کنید . محدود کننده برای کنترل و تثبیت مسائل بسیار غیرخطی با تشکیل شوک استفاده می شود. محدود کننده فقط با گسسته سازی خطی قابل استفاده است. برای جزئیات به بخش حل مسائل بسیار غیرخطی در مدلسازی با آکوستیک فشار غیرخطی، رابط صریح زمان مراجعه کنید .
) کلیک کنید و در کادر محاوره ای Show More Options ، Stabilization را انتخاب کنید . محدود کننده برای کنترل و تثبیت مسائل بسیار غیرخطی با تشکیل شوک استفاده می شود. محدود کننده فقط با گسسته سازی خطی قابل استفاده است. برای جزئیات به بخش حل مسائل بسیار غیرخطی در مدلسازی با آکوستیک فشار غیرخطی، رابط صریح زمان مراجعه کنید . |
|
تنظیمات مش گذرا
مقداری برای حداکثر فرکانس برای حل f max وارد کنید (پیش‌فرض 1000[Hz] است ). این مقدار برای تنظیم مش کنترل شده با فیزیک برای رابط آکوستیک فشار غیر خطی، رابط زمان صریح استفاده می شود. به یاد داشته باشید که این مقدار باید به منظور حل هارمونیک های ایجاد شده در اثر اثرات غیرخطی تنظیم شود.
گسسته سازی
در این بخش می‌توانید ترتیب المان‌ها را برای فشار صوتی و سرعت صوتی انتخاب کنید (برای هر دو یکسان استفاده می‌شود). به‌طور پیش‌فرض، ترتیب روی Quartic (ترتیب چهارم) تنظیم می‌شود. استفاده از عناصر کوارتیک همراه با اندازه مش برابر با تقریباً یک و نیم طول موج، منجر به بهترین عملکرد در هنگام استفاده از روش dG می شود. برای مسائل بسیار غیرخطی می‌توان از یک Limiter استفاده کرد که در این صورت لازم است ترتیب عنصر را به خطی تغییر دهیم .
 | هنگام حل آکوستیک فشار غیرخطی، زمان صریح ، داشتن تنظیمات ثابت برای تابع شکل هندسه و گسسته سازی فیزیک مهم است. تنظیم خودکار برای تابع شکل هندسه (در بخش عناصر مش منحنی در تنظیمات گره اجزاء) ممکن است منجر به نمایش هندسه خطی شود، اگر فیزیک دیگری در مدل وجود داشته باشد. این می تواند منجر به خطاهای عددی در هنگام حل شود زیرا پیش فرض استفاده از گسسته سازی مکانی مرتبه چهارم متغیرهای وابسته است. برای رفع این مشکل تابع شکل هندسه را به لاگرانژ درجه دوم تغییر دهید . اگر تنظیمات در یک مدل ناسازگار باشد، یک هشدار در حل کننده با متن داده می شود: ترتیب تابع شکل هندسی با گسسته سازی متغیرهای وابسته سازگار نیست. در قسمت Curved Mesh Element در تنظیمات گره Component، ترتیب تابع شکل هندسی را به درجه دوم لاگرانژ در نظر بگیرید. |
متغیرهای وابسته
متغیرهای وابسته فشار آکوستیک و سرعت آکوستیک هستند . نام ها را می توان تغییر داد، اما نام فیلدها و متغیرهای وابسته باید در یک مدل منحصر به فرد باشد. نام سرعت آکوستیک ، اجزاء را نیز می توان به صورت جداگانه انتخاب کرد.
 |
|
