جریان های الکتریکی در رابط Shells

View Categories

جریان های الکتریکی در رابط Shells

5 min read

جریان های الکتریکی در رابط Shells
واسط Electric Currents in Shells (ecis) ( ) که در زیر شاخه AC/DC> Electric Fields and Currents هنگام افزودن یک رابط فیزیک یافت می شود، برای محاسبه میدان های الکتریکی، جریان ها و توزیع پتانسیل در پوسته های لایه لایه نازک رسانا در شرایطی استفاده می شود که اثرات القایی ناچیز است. یعنی زمانی که عمق پوست بسیار بیشتر از دستگاه مورد مطالعه باشد. از مدل سازی ثابت، وابسته به زمان و دامنه فرکانس روی چهره ها به صورت سه بعدی پشتیبانی می کند.
پتانسیل الکتریکی می تواند بر روی سطح انتخاب شده یا در فضای محصولی که توسط سطح و ضخامت فیزیکی پوسته پوشانده شده است (با استفاده از یک بعد اضافی) قرار گیرد. برای پوسته های رسانا، رابط فیزیک یک معادله بقای جریان را بر اساس قانون اهم با استفاده از پتانسیل الکتریکی اسکالر به عنوان متغیر وابسته حل می کند. برای لایه های دی الکتریک، رابط قانون گاوس را حل می کند (به طور موثر به یک رابط محلی الکترواستاتیک تبدیل می شود).
رابط Electric Currents in Shells بسیار شبیه به The Electric Currents in Layered Shells Interface است . تفاوت اصلی در حالت پیش فرض است. Electric Currents in Layered Shells به طور پیش فرض لایه ای تنظیم شده است ، در حالی که رابط Electric Currents in Shells به طور پیش فرض بدون لایه تنظیم شده است.
 
این رابط از ویژگی های پوسته لایه ای پشتیبانی می کند، به این معنی که هر مرز در هندسه سه بعدی ممکن است تعدادی لایه نازک با خواص الکتریکی متفاوت را نشان دهد. تغییرات بالقوه در جهت عادی (در بین لایه ها و داخل لایه ها) پشتیبانی می شود. برای توصیف کلی انتخاب لایه و رابط، به ابزارهای انتخاب لایه و رابط مراجعه کنید . برای اطلاعات بیشتر، به بخش نحوه راه‌اندازی گره مواد لایه‌ای در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید .
 
برای معرفی گسترده‌تر فیزیک و معادلات پیاده‌سازی شده توسط این رابط فیزیک، به رابط جریان‌های الکتریکی و تئوری رابط جریان‌های الکتریکی مراجعه کنید . اطلاعات اضافی در تئوری برای فصل رابط الکترواستاتیک و جریان های الکتریکی، فصل رابط پوسته تک لایه موجود 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 Name مجاز هستند . کاراکتر اول باید یک حرف باشد.
نام پیش فرض (برای اولین رابط فیزیک در مدل) ecis است .
انتخاب مرز
به‌طور پیش‌فرض، تمام مرزها برای استفاده از جریان‌های الکتریکی در رابط Shells در دسترس هستند . تیک گزینه Restrict to Layer Boundaries را انتخاب کنید تا رابط فقط در صورتی قابل اجرا باشد که یک ماده لایه ای روی مرز تعریف شده باشد. اگر یک ماده لایه‌ای ( مواد با ضخامت لایه مشخص شده، مواد تک لایه ، پیوند مواد لایه‌ای ، یا پشته مواد لایه‌ای ) در دسترس باشد، نام آن در کنار شاخص مرزی نمایش داده می‌شود (مثلاً slmat1 )، در غیر این صورت مرز به‌عنوان غیر مشخص می‌شود. مناسب.
خواص پوسته
تنظیمات پیش‌فرض جعبه ترکیبی نوع Shell ، تفاوت اصلی بین The Electric Currents in Shells Interface و The Electric Currents in Layered Shells Interface است ، که در آن اولی به طور پیش‌فرض روی پوسته بدون لایه و دومی روی پوسته لایه‌ای تنظیم شده است . پیش فرض
هنگامی که گزینه پوسته بدون لایه انتخاب می شود، رابط ضخامت را به عنوان یک عامل ضربی در نظر می گیرد که وارد بقای جریان های سطحی می شود.
اگر چک باکس Restrict to Layer Boundaries در قسمت Boundary Selection انتخاب نشده باشد ، ممکن است یک ماده بدون لایه بر روی مرزهای انتخاب شده تعریف شود و Thickness th را می توان به عنوان مقدار یا عبارت تعریف شده توسط کاربر تنظیم کرد. این مقدار مقادیر تنظیم شده در گره های ماده را لغو می کند.
با کلیک کردن روی دکمه‌های پیش‌نمایش مقطع لایه و پیش‌نمایش لایه سه‌بعدی، می‌توانید مواد و لایه‌های انتخاب‌شده را در هر ماده لایه‌ای تجسم کنید .
هنگامی که گزینه لایه لایه انتخاب می شود، ابزار Extra Dimension برای حل معادلات از طریق ضخامت یک ماده لایه ای استفاده می شود. بسته به تنظیمات دیگر، می‌تواند فیزیک اجسامی را توصیف کند که پتانسیل الکتریکی هم به صورت مماس و هم به صورت عمودی (از طریق ضخامت) متفاوت است.
ضخامت لایه لایه بسته به نوع مواد باید به صورت زیر تنظیم شود:
در گره Material ، ضخامت لایه را می توان در جدولی که در قسمت Material Contents در پنجره تنظیمات مواد یافت می شود، نشان داد . این به طور خودکار یک زیرگره Shell را در زیر گره Material اضافه می کند و آن را به عنوان یک ماده لایه ای تبدیل می کند.
وقتی مواد لایه‌بندی شده یک ماده تک لایه است ، ضخامت در قسمت تعریف لایه در پنجره گروه خواص پوسته تنظیم می‌شود .
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 ضخامت های تمام لایه ها است.
توجه داشته باشید که هر زمان که یک ماده لایه ای روی مرزها اعمال می شود باید از گزینه لایه لایه استفاده شود، زیرا ضخامت بخشی از تنظیمات متریال است.
برای اعمال جریان های الکتریکی در رابط پوسته فقط بر روی برخی از لایه ها ، تیک Use all layers را پاک کنید . یک ماده لایه‌ای را از لیست انتخاب کنید (اینترفیس پس از آن فقط در مرزهایی که این ماده دوم تعریف شده است قابل استفاده است)، و چک باکس‌های مربوط به لایه‌هایی را که رابط نباید در جدول انتخاب اعمال شود پاک کنید .
 
متغیر ضخامت لایه، ecis.ds که در معادلات ضعیف استفاده می شود، حاصل ضرب ضخامت مجموعه در قسمت Shell Properties ، ecis.lth و ضریب مقیاس ecis.lsc است که به طور پیش فرض برابر با 1 است و می تواند توسط یک مقدار تعریف شده توسط کاربر در یک ماده تک لایه لغو شود.
متغیر ضخامت لایه، ecis.ds ، در همه ابعاد تعریف شده است و با ضخامت خارج از صفحه مواد لایه‌بندی شده، htlsh.d که فقط به صورت دو بعدی موجود است، ارتباطی ندارد .
 
به ابزارهای انتخاب لایه و رابط مراجعه کنید .
می‌توانید با استفاده از عباراتی که حاوی مختصات بعد اضافی هستند، همانطور که در استفاده از مختصات ابعاد اضافی توضیح داده شده است، پارامترهای مواد را با تغییر ضخامت ارائه دهید .
 
انتخاب مورد نظر برای رابط فیزیک ممکن است با مرزهایی با مواد لایه ای مختلف مطابقت داشته باشد. این بدان معنی است که یک رابط فیزیک واحد می تواند چندین توالی انباشتگی مختلف را در خود جای دهد.
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 .
گسسته سازی
ترتیب شکل را برای متغیر وابسته پتانسیل الکتریکی انتخاب کنید – خطی ، درجه دوم (پیش‌فرض)، مکعب ، کوارتیک ، یا کوینتیک . برای اطلاعات بیشتر در مورد بخش گسسته سازی ، به تنظیمات بخش گسسته سازی در کتابچه راهنمای مرجع Multiphysics COMSOL مراجعه کنید .
متغیرهای وابسته
متغیر وابسته برای پتانسیل الکتریکی V است . نام را می توان تغییر داد اما نام فیلدها و متغیرهای وابسته باید در یک مدل منحصر به فرد باشد.