اختصاص فیزیک به یک مدل در کامسول یکی از مهم ترین گام های شبیه سازی می باشد .این یعنی اضافه کردن فیزیک مورد نظر و پس از آن، اعمال قید ها و تنظیمات به قسمت مناسب هندسه . در کامسول این فرآیند آسان، سر راست شده است و برای هرفیزیکی که به مدلتان اضافه میکنید یکسان خواهد بود.در این آموزش، خواهیم داد که چگونه فیزیک هایتان را به مدل اضافه نمایید، بعلاوه برخی سر فصل ها و بهترین تمرینات را بمنظور بخاطر سپردن موضوع در موقع تعریف فیزیک ها مرور

خواهیم کرد. در اینجا ما مدل آموزشی براکت گرمایی را باز کرده ایم که در پنجره ی application library در دسترس می باشد.

کار را با تعریف فیزیک مسئله آغاز می نماییم. بمنظور تعریف فیزیک ها، در ابتدا نیاز داریم که فیزیک ها را اضافه نماییم. به دو روش زیر این کار را می شود انجام داد.

بعلاوه می توانیم در ابتدا ایجاد فایل جدید ، فیزیک را تعریف نماییم .(با انتخاب model wizard و پس از معین کردن فضای کاری)

وقتیک می خواهید فیزیک را به مدلتان اضافه می نمایید در ابتدا باید فکر کنید که زمینه کاربردی فیزیکتان در شبیه سازی مورد نظرتان چیست سپس رابط مناسب برای فیزیک مورد نظراتان انتخاب نمایید.

در این مدل ، انتقال حرارت را مورد بررسی قرار می دهیم .به دلیل آنکه انتقال حرارت را در یک جسم صلب می خواهیم مدل سازی کنیم، رابط heat transfer in solids را انتخاب مینماییم و آنرا به component اضافه می نماییم.

اگر هر سوالی درباره فیزیکی که میخواهید اضافه نمایید ، دارید همیشه میتوانید از دکمه help یا کلید f1 برای دسترسی به اطلاعات بیشتر در مورد گره انتخاب شده فعلی یا موارد موجود در نرم افزار ، استفاده نمایید.

اکنون ما فیزیک را اضافه کردیم .هر موقعی که یک رابط فیزیکی به مدلمان اضافه می شود ، بصورت پیش فرض حداقل با سه گره همراه است. توجه کنید که یک حرف D در گوشه بالا سمت چپ آیکون گره ها وجود دارد که وضعیت پیش فرض آنها را مشخص می نماید. همیشه یک گره قانون حاکم(۱) ، یک گره مقادیر اولیه(۲) و یک گره شرایط مرزی پیش فرض(۳) وجود دارد.

گره های قانون حاکم و شرایط مرزی همیشه بر اساس فیزیکی که اضافه می کنیم متفاوت اند در حالیکه گره مقادیر اولیه ، همیشه و صرف نظر از نوع فیزیکی که در شبیه سازی شما موجود است ، اضافه می شود. در گره SOLID1، قانون حاکمی است که آنرا حل مینماییم. درقسمت Equation در هر گره میتوانید معادله ای که حل شده و شرایطی که برای معادله در گره مربوط در نظر گرفته شده است را مشاهده کنید.

اگر قسمت equation را در پنجره تنظیمات نمی توانیم ببینیم بالای قسمت model builder، روی دکمه show کلیک کنید و قسمت های equation را انتخاب نمایید .

در همین گره ، تنظیمات دیگری برای تعریف ویژگی های مواد مرتبط و دیگر روابط داریم و میتوانید مشاهده کنید که تنظیمات پیش فرض این مقادیر از موادی که قبلا به مدلمان اضافاه کردیم اتخاذ شده اند. هرچند می توان این انتخاب هارا تغییر داده و یک مقدار تعریف شده توسط کاربر را بصورت دستی وارد نمایید. در کامسول اضافه کردن فیزیک ها به مدلتان به شما کمک خواهد کرد که متوجه شوید چه ویژگی های ماده ای باید تعریف گردد در اینجا رسانایی گرمایی،چگالی و ظرفیت گرمایی در فشار ثابت باید تعریف شوند .(این مقادیر از موادی که تعریف شده است ، به صورت پیش فرض اقتباس می شود .)

گره initial valuesبرای تعریف وضعیت اولیه مدل ما استفاده می شود و تنها مربوط به موقعی است که یا با یک مسئله وابسته به زمان یا یک مسئله غیر خطی کار میکنیم. اگر مسئله گذرا بود این گره شامل شرایط اولیه برای شبیه سازی بود یا اگر مدل ما غیر خطی بود ما یک حدس اولیه برای حل درج می نمودیم.

گره thermal insolation، شرط مرزی می باشد که در تمام سطوح بصورت پیش فرض اعمال می شود.هر شرط مرزی که بعد از این وارد می کنیم، برای مثال اعمال یک جریان گرمایی یا دما،بصورت خودکار در این گره خواهد بود. (تمام فیزیک هایی که از اینجا به بعد تعریف می کنیم،بر Thermal insolation مقدم خواهند بود)

اکنون فیزیک مربوط به توضیع دما را تعریف می نماییم .چند راه برای اینکار وجود دارد. یا روی گره متناظر راست کلیک کنیم و از قسمت Physics آنها را اضافه مینماییم، یا به سادگی به زبانه Physics مراجعه نماییم و آنهارا از انجا اضافه می نماییم . در این قمست می بینید تنظیمات physics برای هر واحد سطح هندسی در دسترس می باشد، بنابراین چه شما بخواهید تنظیمات را به یک حجم، سطح، لبه یا نقطه اعمال نمایید آن تنظیمات همیشه در قسمت متناظرشان در دسترس می باشد.برای مدل ما ،می خواهیم یک شرط مرزی اضافه نماییم و یک جریان گرمایی اعمال نماییم. اینکار با اضافه شدن یک گره heat flux انجام می شود .

اکنون پس از اضافه کردن شرایط فیزیک ، میخواهیم هندسه ای را که مربوط به این شرایط است را گزینش کنیم. در این مورد،میخواهیم جریان گرمایی را به همه ی مرز ها اعمال نماییم بجز دو مرزی در شکل مشخص هستند(شماره ۲).در پنجره گرافیکی به سادگی میتوانید آن مرز های جدا گانه را به منظور حذف شدن از انتخابمان، از حالت انتخاب خارج کنیم. اکنون تنظیمات مربوط به شرایط را به منظور اختصاص نوع جریان گرمایی ویرایش نماییم که در این مورد همرفت(شماره ۳) می باشد. و اکنون می خواهیم یک مقدار برای ضریب انتقال حرارت وارد کنیم که (۱۰w/m2.k) را انتخاب می کنیم.

حالا یک شرایط مرزی جریان گرمایی دیگر اضافه می نمایم. ما میخواهیم این شرایط را به دو مرزی که در انتخاب قبلیمان حذف نمودیم با انتخاب آنها در پنجره گرافیکی اعمال نماییم(شماره ۲) سپس می خواهیم تنظیمات را به منظور تعیین نوع جریان گرمایی ویرایش نماییم، که بصورت یک جریان به سمت داخل عمومی می باشد و سپس می خواهیم یک مقدار برای جریان گرما اضافه نماییم که در این مورد w/m2 10000(شماره ۳).

اکنون فیزیک مسئله تمام شده است و می توانیم با زدن گزینه compute ، نتیجه را در قسمت temperature مشاهده کنیم.

حل مسئله تمام شد . ولی نکته مهمی باقی است که در ادامه به آن می پردازیم.

مفهوم override: این اصطلاح زمانی استفاده می شود که یک گره در اثر گره ای دیگر ، نادیده گرفته می شود و در قسمتی یا کل محدوده آن گره ، کاربرد متفاوتی اعمال می شود . (معادل فارسی : مغلوب کردن)

در کامسول دو نوع گره فیزیکی وجود دارد. Exclusive(انحصاری) و contributing(مشارکت کننده) . همانطور که نام ها میگویند گره های exclusive بدین معنا هستند که تنها یک گره در هر انتخاب هندسه ای میتواند فعال باشد در حالیکه contributing به آن معناست که شما میتوانید بیش از یک گره به هندسه یکسان اعمال نمایید. برای مدل ما، گره شرایط مرزی پیش فرض (thermal insolation )، یک گره exclusive میباشد، در حالیکه گره heat flux 1 ,2 یک گره contributing است .

برای اینکه دقیق تر متوجه شوید، در این مثال ، گره thermal insolation می گوید که کل جسم باید ایزوله حرارتی باشد، ولی heat flux 1 ,2 می گوید که در دامنه هایی که برای هر کدام مشخص کردیم، باید انتقال حرارت رخ بدهد ، نتیجه این می شود که گره thermal insolation ، در قسمت های مشترک(که در این مثال کل جسم را پوشش می دهد) نادیده گرفته شود و یا اصطلاحا overridden شده است .( این موضوع را در قسمت Override and contribution مشاهده کنید .

. در اینجا ممکن است برایتان سوال پیش بیاید که اگر به یک هندسه دو گره exclusive اعمال شود چه اتفاقی میوفتد یا اینکه اگر دو گره contributing به یک هندسه اعمال شود چه اتفاقی میوفتد، نرم افزار چگونه با آن برخورد می کند؟ زمانیکه دو گره contributing به هندسه یکسانی اعمال می شوند نرم افزار بصورت خودکار موقع حل مدل، آن ها را باهم اضافه می نماید و زمانی که دو گره exclusive به هندسه یکسانی اعمال می شود ، نرم افزار آن گره ای را که ارجح تر است( در درخت طراحی زودتر وارد شده است) را اعمال می کند.