حل مسائل صوتی ترموویسکوز می‌تواند به راحتی شامل حل درجات آزادی (DOF) باشد، زیرا این مدل برای تغییرات صوتی در فشار، میدان سرعت (2 یا 3 جزء) و دما حل می‌کند. اول از همه، مهم است که استفاده از مدل آکوستیک ترموویسکوز را به حوزه ها و مناطقی از مدل که در آن لازم است محدود کنیم. آکوستیک زوج به فشار با استفاده از کوپلینگ چندفیزیکی. در حوزه فرکانس از ویژگی Narrow Region Acoustics یا ویژگی Thermoviscous Boundary Layer Impedance در فشار آکوستیک برای کاهش تعداد DOF ها استفاده کنید. ثانیاً، هنگام مش بندی دامنه محاسباتی باید دقت شود. اگر این دو مورد به دقت در نظر گرفته شده باشند، می توان حل کننده را از Direct پیش فرض خود تغییر دادتنظیم برای استفاده از پیشنهاد حل کننده تکراری . بسته به اندازه مدل و فیزیک درگیر، دو گزینه در زیر توضیح داده شده است.
در هر دو مورد، یک نقطه شروع خوب برای تنظیم یک پیکربندی حل‌کننده جدید این است که روی گره مطالعه کلیک راست کرده و Show Default Solver را انتخاب کنید، سپس درخت پیکربندی حل‌کننده را در زیر Stationary Solver یا Time-Dependent Solver گسترش دهید . پیشنهادات حل کننده تکراری از پیش تعریف شده به طور خودکار تولید می شوند. به طور پیش فرض، یک حل کننده مستقیم استفاده می شود و دو حل کننده تکراری پیشنهاد و غیرفعال می شود. برای روشن کردن یکی از این رویکردها، روی حل کننده کلیک راست کرده و Enable را انتخاب کنید (یا F4 را فشار دهید).
• | پیشنهاد اول (GMRES با Direct Precon.) از یک حل کننده تکراری با دو پیش شرط مستقیم استفاده می کند. این روش معمولاً سریعتر از حل کننده مستقیم است و 20٪ حافظه کمتری مصرف می کند. |
• | پیشنهاد دوم (GMRES با DD) از یک حل کننده تکراری با روش تجزیه دامنه استفاده می کند. این روش بسیار قوی است (همچنین برای کاربردهای چند فیزیک) و حافظه بسیار کارآمد است. این روش می تواند کند باشد اگر اصلاح شود تا حداکثر حافظه کارآمد باشد (پایین را ببینید). |
هر دو پیشنهاد در زیر توضیح داده شده است. در مایعاتی که اثرات حرارتی را می توان نادیده گرفت، مدل را می توان در فرمول آدیاباتیک حل کرد و DOF ها را ذخیره کرد. انتخاب توابع شکل های مختلف همچنین می تواند مصرف حافظه را کاهش دهد، به عنوان مثال، تغییر از گسسته سازی پیش فرض P1-P2-P2 به گسسته سازی تمام خطی، در صورت فعال بودن تثبیت .
• | حل تکراری با پیش شرطی مستقیم با استفاده از هیبریداسیون |
• | حل کننده تکراری با تجزیه دامنه |
• | حل در مورد آدیاباتیک |
• | انتخاب توابع شکل |
حل تکراری با پیش شرطی مستقیم با استفاده از هیبریداسیون
اولین پیشنهاد حل کننده تکراری (GMRES با مستقیم Precon.) برای مشکلات 3 بعدی متوسط، که فقط شامل آکوستیک ترموویسکوز هستند، مفید است. استفاده از این پیشنهاد حل کننده حدود 20 درصد حافظه را ذخیره می کند و می تواند روند حل را با ضریب 2 یا 3 سرعت بخشد.
تنظیم دستی پیشنهاد را می توان به صورت زیر انجام داد: در گره Stationary Solver مراحل زیر را انجام دهید: یک حل کننده تکراری را با حل کننده GMRES اضافه کنید. به عنوان پیش شرطی، Direct Preconditioner را اضافه کنید و حل کننده را به PARDISO تغییر دهید. بخش Hybridization را باز کرده و Multi preconditioner را در لیست Preconditioner variables انتخاب کنید و قسمت Pressure and Velocity را اضافه کنید . یک پیش‌تهویه‌کننده مستقیم دوم با همان تنظیمات اضافه کنید، اما اکنون فقط دما را به عنوان متغیرهای پیش‌تهویه‌کننده انتخاب کنید. Pivoting Perturbation را تنظیم کنیدتا 1e-13 برای گروه فشار-سرعت. دلیل تقسیم معادلات به این صورت این است که معادله انرژی فقط به طور ضعیف با معادلات تکانه و تداوم جفت می شود.
 | برای جزئیات بیشتر به بخش Preconditioner مستقیم در کتابچه راهنمای مرجع Multiphysics COMSOL مراجعه کنید . |
 | رویکرد پیش‌تهویه مستقیم در مدل استفاده می‌شود: امپدانس انتقال یک سوراخ . مسیر کتابخانه برنامه Acoustics_Module/Tutorials/transfer_impedance_perforate |
حل کننده تکراری با تجزیه دامنه
دومین پیشنهاد حل‌کننده تکراری (GMRES با DD) ، از رویکرد تجزیه دامنه پیشرفته‌تر برای مدیریت مدل‌های سه بعدی بزرگ و بسیار بزرگ استفاده می‌کند. این روش بسته به سخت افزار موجود قابل تنظیم است. دو تنظیم مورد توجه است:
• | حداکثر تعداد DOF در هر زیر دامنه را می توان بر اساس حافظه موجود در سیستم شما افزایش یا کاهش داد. |
• | در صورتی که نیاز به اجرای یک نسخه بسیار ناب حافظه از حل کننده باشد، می توان داده های زیر دامنه را محاسبه مجدد و پاک کرد روی روشن (به جای خاموش بودن پیش فرض) تنظیم کرد . این به نوبه خود باعث افزایش زمان محاسبه می شود. محاسبه مجدد و پاک کردن داده های زیر دامنه لیستی با گزینه های خودکار ، خاموش و روشن است . اگر گزینه خودکارانتخاب شده است، مکانیزم محاسبه مجدد و پاک کردن در صورت وجود خطای خارج از حافظه در مرحله راه اندازی تجزیه دامنه فعال می شود. سپس راه‌اندازی با محاسبه مجدد تکرار می‌شود و روشن فعال می‌شود (که از نظر زمان می‌تواند پرهزینه باشد اما بهتر از شکست است). در این مورد هشدار داده می شود. در صورت وجود منابع حافظه کافی، از گزینه خاموش پیشنهادی پیش فرض برای حل کارآمد مشکلات بزرگ استفاده کنید. |
این نوع رویکرد باید حل مدل‌های آکوستیک ترموویسکوز بزرگ، از جمله برهمکنش‌های چندفیزیکی را با استفاده از حداقل RAM ممکن کند.
 | برای جزئیات بیشتر به بخش تجزیه دامنه (Schwarz) در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید. |
حل در مورد آدیاباتیک
در موارد خاص، فرض خوبی است که هدایت حرارتی را در مدل لحاظ نکنیم و همه فرآیندها را به عنوان آدیاباتیک (ایسنتروپیک) در نظر بگیریم. به عنوان مثال، این برای سیالاتی که لایه مرزی حرارتی بسیار نازکتر از چسبناک است، مانند آب، مرتبط است. حل نکردن میدان دمایی T نیز درجاتی از آزادی (DOF) را ذخیره می کند.
این امر با انتخاب گزینه فرمولاسیون آدیاباتیک در قسمت تنظیمات معادله صوتی ترموویسکوز حاصل می شود . هنگامی که فرمول آدیاباتیک انتخاب می شود، همه گزینه ها و شرایط دما در رابط کاربری غیرفعال می شوند.
انتخاب توابع شکل
در مدل‌های دارای مش ساختاریافته، تغییر به توابع شکل سرندیپیتی به جای توابع شکل لاگرانژ پیش‌فرض می‌تواند سودمند باشد. توابع شکل لاگرانژ و سرندیپیتی را در زیر ببینید . به طور کلی، اگر از یک شبکه لایه مرزی استفاده شود (برای حل لایه های مرزی حرارتی و چسبناک) یا اگر یک PML در مدل استفاده شود، مش شامل مناطق مش ساختار یافته است.
