پروژه های چند فیزیکه
پروژه های الکترومغناطیس
پروژه های مهندسی شیمی
پروژه های سیالات و انتقال حرارت
پروژه های مکانیک سازه و اکوستیک
پروژه های تعامل با نرم افزارهای دیگر
- (۶۸پروژه) کل پروژه ها
- (۶پروژه) ماژول طراحی
- (۴۲پروژه) ماژول ورودی CAD
- (۲پروژه) ماژول ورودی ECAD
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای اتوکد
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای پیتیسی کرئو
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای اینونتور
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای متلب
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای پی تی سی پرو اینجینیر
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای سالید اج
- (۶پروژه) ارتباط زنده برای سالیدورک
کمی سازی معکوس عدم قطعیت آزمون کشش – Inverse Uncertainty Quantification of Tensile Test
این مدل نحوه کالیبره کردن توزیع احتمال مدول یانگ و نسبت پواسون را بر اساس آزمایش کشش نشان میدهد. این آزمایش نیروی کششی و جابجایی شعاعی را برای مقادیر مختلف جابجایی تعیین شده اندازه گیری می کند. این مدل بر اساس داده های مصنوعی تولید شده در خود مدل است. آزمایش مدلهای تخمین پارامتر به این روش، قبل از رفتن به دادههای تجربی، عمل خوبی در نظر گرفته میشود.
به حداکثر رساندن فرکانس ویژه یک پرتو – Maximizing the Eigenfrequency of a Beam
این مدل نحوه طراحی یک پرتو بدون فرکانس های ویژه پایین را با ترکیب ویژگی مدل چگالی در رابط بهینه سازی توپولوژی با مرحله مطالعه ثابت و سپس فرکانس ویژه نشان می دهد.
کوپلر کالیبراسیون فشار متقابل با مشخصات دقیق مواد هوای مرطوب – Pressure Reciprocity Calibration Coupler with Detailed Moist Air Material Properties
هنگامی که میکروفون های اندازه گیری با کیفیت بالا کالیبره می شوند، از روش کالیبراسیون متقابل فشار استفاده می شود. در طول کالیبراسیون، دو میکروفون در هر انتهای یک حفره استوانه ای بسته به هم متصل می شوند. برای روش کالیبراسیون، درک میدان صوتی در داخل چنین حفره ای، از جمله تمام اثرات صوتی ترموویسکوز، به عنوان مثال، لایه های مرزی آکوستیک در فرکانس های بالاتر و انتقال به رفتار همدما در فرکانس های پایین، مهم است.
این مدل یک مدل جفت کننده کالیبراسیون ساده را تنظیم می کند و ملاحظات مهم را هنگام انجام یک شبیه سازی قدر مطلق با دقت بالا مورد بحث قرار می دهد. نتایج مدل شامل امپدانس انتقال صوتی مورد استفاده برای کالیبراسیون متقابل است. نتایج با پیشبینیهای تحلیلی معتبر در فرکانسهای پایین که در آن سیستم همدما است، مقایسه میشود.
بهینه سازی توپولوژی یک کره پیچشی با محدودیت های آسیاب – Topology Optimization of a Torsion Sphere with Milling Constraints
بهینهسازی توپولوژی با آزادی طراحی شدید همراه است که میتواند عملکرد فوقالعادهای را به همراه داشته باشد. با استفاده از محدودیتهای فرز، ساخت طرحها با هزینهای برای عملکرد آسانتر است. این مثال موردی از یک کره پیچشی را در نظر می گیرد که شناخته شده است که دارای یک توپ بسته به عنوان طرح بهینه است، اما معرفی محدودیت های آسیاب منجر به یک توپ با چهار سوراخ می شود.
براکت – بهینه سازی شکل فرکانس ویژه – Bracket — Eigenfrequency Shape Optimization
در مثال او، کمترین فرکانس طبیعی یک براکت سه بعدی با استفاده از بهینه سازی شکل به حداکثر می رسد.
اتصال پوسته ها و جامدات – Connecting Shells and Solids
شامل جابجاییهای محیطی در رابط مکانیک جامد متقارن محوری دو بعدی امکان محاسبه تغییر شکلهای پیچشی و خمشی را فراهم میکند. این مدل با استفاده از یک فرمول متقارن محوری دوبعدی ناب محاسباتی، فاکتورهای تمرکز تنش را برای یک شفت توخالی برای موارد بار کشش محوری، پیچش، و همچنین خمش تعیین میکند. برای نشان دادن هم ارزی، تنظیمات مدل و نتایج با یک تجزیه و تحلیل کامل سه بعدی مقایسه می شوند.
کنتاکتور AC با سیم پیچ سایه – C Contactor with Shading Coil
کنتاکتور AC نوع خاصی از دستگاه سوئیچ مغناطیسی است که توسط یک سیم پیچ اولیه که توسط جریان متناوب تغذیه می شود فعال می شود. برخلاف سوئیچهای DC، چنین دستگاههایی میتوانند از تمایل به باز شدن مجدد زمانی که جریان AC از صفر عبور میکند، رنج ببرند. افزودن یک سیم پیچ سایهانداز که جریانهای القایی عقبافتاده را با توجه به جریانهای سیمپیچ تغذیه میکند، این امکان را فراهم میآورد که همیشه نیروی کششی غیر صفر داشته باشیم، بنابراین بسته شدن پایدارتری ایجاد میکند.
محرک حرارتی – پارامتری شده – Thermal Actuator — Parameterized
یک آهنربای دائمی قوی در نزدیکی یک صفحه نازک محکم شده از آهن قرار می گیرد. نیروی مغناطیسی باعث انحراف صفحه می شود. این مثال تغییر شکل الاستیک و تنش صفحه را بررسی می کند. تغییر شکل صفحه بر توزیع میدان مغناطیسی تأثیر دارد. این اثر به دلیل استفاده از مش متحرک در هوای اطراف صفحه است. این مدل با استفاده از رابط چندفیزیکی Magnetomechanics، No Currents تنظیم شده است.
مدل بیومکانیکی بدن انسان در حالت نشسته – Modeling Vibration and Noise in a Gearbox: CMS Version
این مثال مدلسازی ارتعاش و نویز را در یک گیربکس سنکرومش ۵ سرعته یک وسیله نقلیه دنده دستی نشان میدهد. تجزیه و تحلیل چند بدنه گذرا برای محاسبه ارتعاش گیربکس برای سرعت مشخص شده موتور و بار خارجی انجام می شود. شتاب معمولی محفظه گیربکس به حوزه فرکانس تبدیل شده و به عنوان منبع نویز استفاده می شود. سپس یک تحلیل آکوستیک به منظور محاسبه سطوح فشار صوت در میدان های نزدیک، دور و بیرونی انجام می شود.
مدار گرمایش – نسخه پوسته لایه ای – Heating Circuit — Layered Shell Version
مدارهای گرمایشی کوچک در بسیاری از کاربردها کاربرد دارند. به عنوان مثال، در فرآیندهای تولید، سیالات راکتیو را گرم می کنند. دستگاه در این آموزش از یک لایه مقاومت الکتریکی تشکیل شده است که روی یک صفحه شیشه ای قرار گرفته است. هنگامی که ولتاژی به مدار اعمال می شود، این لایه منجر به گرم شدن ژول می شود که منجر به تغییر شکل ساختاری می شود. ویژگی های لایه میزان گرمای تولید شده را تعیین می کند.
این مثال چندفیزیکی، تولید گرمای الکتریکی، انتقال حرارت، و تنشها و تغییر شکلهای مکانیکی یک دستگاه مدار گرمایش را شبیهسازی میکند. این مدل از رابط Heat Transfer in Shells در ترکیب با Electric Currents in Layered Shells و رابط Layered Shell استفاده می کند. شرایط سرکوب حرکت صلب به طور خودکار مجموعهای از محدودیتهای مناسب را اعمال میکند که هرگونه حرکت بدن صلب را محدود میکند.
تجزیه و تحلیل استرس یک اتصال لوله با LiveLink™ برای SOLIDWORKS® – Stress Analysis of a Pipe Fitting with LiveLink™ for SOLIDWORKS®
این مدل آموزشی، تنظیم یک تحلیل تنش متقارن محوری دوبعدی، از طریق تماس، اتصالات لوله رزوهای سه بعدی را نشان میدهد.
بهینه سازی شکل یک دی مولتی پلکسر صوتی با ۴ پورت – Shape Optimization of an Acoustic Demultiplexer with 4 Ports
دی مولتی پلکسر دستگاهی است که باندهای فرکانسی مختلف را به خروجی های مختلف هدایت می کند. در این مدل آموزشی، با انجام بهینهسازی شکل بر روی تمام مرزهای دایرهای اولیه در یک پیکربندی کریستال صوتی (بلور صوتی) یک دمپلکسر طراحی میکنیم. این مدل از بهینهسازی شکل با منظمسازی هلمهولتز همراه با یک فرمول MinMax برای نسبت توان سه پورت خروجی استفاده میکند.
تجزیه و تحلیل فیلتر ذرات دیزل با استفاده از ماتریس انتقال صوتی – Diesel Particulate Filter Analysis Using an Acoustic Transfer Matrix
فیلترهای ذرات دیزلی (DPF) برای حذف و فیلتر دوده (ذرات دیزل) از اگزوز خودروهای موتور دیزل طراحی شده اند. فیلترها در چنین سیستمهایی معمولاً با کانالهای طولانی و پر از هوا ساخته میشوند که توسط یک محیط متخلخل احاطه شدهاند که دوده را در خود نگه میدارد.
اگرچه عملکرد اصلی یک DPF فیلتر کردن دوده در جریان اگزوز است، DPF همچنین دارای خواص میرایی صوتی است که به سیستم صدا خفه کن مربوط می شود. فیلترها معمولاً حاوی چندین هزار کانال هوا هستند که میتواند مدلسازی فردی همه کانالها را از نظر محاسباتی گران کند.
در این مدل، آکوستیک در یک DPF شبیه سازی شده است. روشی برای کاهش پیچیدگی محاسبات با به دست آوردن ماتریس انتقال خود فیلتر ارائه شده است. ماتریس انتقال به حفره های اطراف جفت می شود تا افت کل انتقال (TL) به دست آید.
مجرای جریان – حالتهای با وضعیت امپدانس – Flow Duct — Modes with Impedance Condition
میدان صوتی در مدلی از یک مجرای موتور هوا با خط متقارن محوری، بر اساس انتقال صدای معین، تحلیل میشود. منبع با تحریک تک حالته در یک مرز تولید می شود. منابع و شرایط غیر منعکس کننده با استفاده از شرایط مرزی پورت اعمال می شوند. تجزیه و تحلیل مدل در سه مرحله انجام میشود، ابتدا میانگین جریان پسزمینه (جریان پتانسیل چرخشی قابل تراکم) محاسبه میشود، سپس حالتهای انتشار با تحلیل حالت مرزی تحلیل میشود و در نهایت میدان صوتی در مجرای جریان خطی شده با جریان پتانسیل خطی شده حل میشود. معادلات این مدل توسعهای از مدل کانال جریان را نشان میدهد که در آن حالتهای مورد استفاده در پورتها از جمله پوشش دیوار (شرایط امپدانس) محاسبه میشوند. نتایج برای مورد با جریان پسزمینه و برای دیوارههای مجرای خطدار ارائه شدهاند.
حالت های ویژه در حضور جریان با استفاده از ناویر استوکس خطی شده: هندسه حلقوی با جریان برشی – Eigenmodes in the Presence of Flow using Linearized Navier-Stokes: Annulus Geometry with Shear Flow
یافتن حالت های ویژه صوتی در مسائل حل شده با رابط های صوتی همرفت خطی شده می تواند یک کار چالش برانگیز باشد. راه حل اغلب چندین حالت گردابی و آنتروپی غیر صوتی را برمی گرداند. این امواج بسیار میرایی هستند که با سرعت صوت منتشر نمی شوند، بلکه با سرعت جریان همرفت منتشر می شوند.
بهینه سازی شبیه ساز کانال گوش – Ear-Canal Simulator Optimization
این مدل از رابط Ray Acoustics برای استخراج اطلاعات آماری در مورد یک اتاق استفاده می کند.
ماتریس انتقال یک لوله و تنظیم اندازه گیری کوپل – Transfer Matrix of a Tube and Coupler Measurement Setup
این آموزش ماتریس انتقال یک لوله و تنظیم تست اندازه گیری کوپلر را محاسبه می کند. این نوع تنظیم برای تست استاندارد، به عنوان مثال، برای بلندگوهای مینیاتوری یا سمعک استفاده می شود.
شرط مرزی پورت در فشار آکوستیک، دامنه فرکانس همراه با عملکرد جاروی پورت برای استخراج خودکار هر چهار عنصر ماتریس انتقال استفاده میشود.
تابش صدا از یک مجرای دایره ای با جریان – Sound Radiation from a Circular Duct with Flow
مدل تابش صوت از یک مجرای دایره ای با جریان یکنواخت. مسئله آکوستیک همرفت با استفاده از معادلات جریان پتانسیل خطی شده، که در حوزه فرکانس حل شده است، توصیف میشود. ورودی صوتی شامل حالتهای مرتبه بالاتر با استفاده از شرایط مرزی بندر و تحلیل حالت مرزی درمان میشود.
تجزیه و تحلیل صوتی نشتی در اطراف هدفون – Acoustic Analysis of Leaks Around an Earbud
این مدل مفهومی تأثیر نشتی را بر پاسخ صوتی یک بلندگوی هدفون که در یک هندسه کانال گوش قرار داده شده است، تحلیل میکند. مدلهای امپدانس داخلی برای ثبت اثرات صفحه سوراخدار جلوی بلندگو، امپدانس پوست و امپدانس پرده گوش استفاده میشوند.
این مدل دارای یک شکاف کوچک است که نشان دهنده نشتی به بیرون است. تأثیر تغییرات در این نشت برای تحلیل حساسیت طراحی به میزان نشتی معرفی شده است.
پوشش الاستیک با مواد قطبی – Elastic Cloaking with Polar Material
در این مثال، ویژگی تنش خارجی در رابط مکانیک جامد برای ارائه مدل ماده با تنش نامتقارن مورد نیاز در طراحی پوشش نامرئی الاستیک استفاده شده است. شنل حوزه ای با خواص ویژه مواد است که هدف آن محافظت از ناحیه ای از فضا در برابر امواج P و S است.
موتور ترموآکوستیک موج مسافرتی – Traveling Wave Thermoacoustic Engine
مدلها مکانیسم کار موتورهای ترموآکوستیک موج سیار را شبیهسازی میکنند. مشابه موتورهای موج ایستاده، موتورهای موج سفر از جفت بین حرکت سیال و تغییر دمای تجربه شده توسط سیال برای تولید انرژی صوتی استفاده می کنند. با این حال، به دلیل اختلاف فاز سرعت و فشار، موتورهای موج سیار این پتانسیل را دارند که عملکرد بهتری نسبت به موتورهای موج ایستاده داشته باشند.
دو فایل مدل به این پست پیوست شده است: مدل A که هندسه آن یک حلقه ساده است و مدل B که برای تقلید از یک تنظیمات آزمایشی ساخته شده است. هزینه محاسباتی مدل A کم است، بنابراین هر مطالعه فقط ۱٫۵ دقیقه طول می کشد. مدل B 25-30 دقیقه طول می کشد تا به پایان برسد، و مطابقت خوبی با داده های تجربی اصلی دارد.
تعامل آکوستیک ساختار با دامنه فرکانس، حل کننده معین – Acoustic-Structure Interaction with Frequency Domain, Modal Solver
برای مدلهایی با کوپلینگهای ساختاری صوتی، لازم است بردارهای ویژه سمت چپ را برای استفاده از دامنه فرکانس، حلکننده مدال محاسبه کنیم. مدل تغییرات لازم را در تنظیمات پیش فرض حل کننده فرکانس ویژه نشان می دهد.
انجام پیچیدگی و شنیداری در COMSOL Multiphysics® – Performing Convolution and Auralization in COMSOL Multiphysics®
این مدل ها نحوه انجام کانولوشن را از طریق قضیه انتگرال کانولوشن، کانولوشن گسسته و قضیه کانولوشن معرفی می کنند. به طور خاص، آنها نشان میدهند که چگونه میتوان کانولوشن را با استفاده از این روشها در فیلتر پایینگذر پاسخ ضربهای اتاق (IR) و شنیدن صدای ترومپت در یک سالن کنسرت کوچک پیادهسازی کرد.
انجام پیچیدگی و شنیداری در COMSOL Multiphysics® – Performing Convolution and Auralization in COMSOL Multiphysics®
این مدل آموزشی نحوه مدلسازی آکوستیک کابین خودرو را با استفاده از رویکرد هیبریدی FEM-ray نشان میدهد. مثال خاص توییتر است که در داشبورد خودرو نزدیک شیشه جلو قرار دارد.
اعتبارسنجی شعله فعال – Active Flame Validation
این آموزش نحوه مدلسازی تعامل بین یک میدان صوتی و گرمای آزاد شده از شعله را با استفاده از ویژگی دامنه مدل شعله نشان میدهد. مدلسازی این تعامل به منظور درک و پیشبینی حالتهای صوتی ناپایدار در توربینهای گازی و موتورهای جت مهم است. حالت های ناپایدار به عنوان ناپایداری احتراق شناخته می شوند. این مدل از یک هندسه دو بعدی ساده از یک لوله و یک منطقه شعله فشرده تشکیل شده است. هندسه ساده به ما اجازه می دهد تا نتایج شبیه سازی را در برابر یک راه حل تحلیلی اعتبار سنجی کنیم.
اعتبارسنجی شعله فعال – Active Flame Validation
این مدل نحوه حل میدان پراکنده را هنگام دانستن میدان فرودی برای سه نوع مختلف پراکنده، یعنی یک بینهایت صلب، یک حفره و یک گنجایش الاستیک نشان میدهد.
این فرمول زمانی می تواند مفید باشد که پراکنده در میدان دور منبع باشد، به طوری که موج کاوشگر شبیه یک موج صفحه باشد. در این مورد، گنجاندن منبع به یک دامنه محاسباتی بزرگ غیر ضروری نیاز دارد که مشبک شود. بنابراین هر دو امواج صفحه P و S به عنوان میدان های تصادفی در مدل استفاده می شوند.
علاوه بر این، این مدل نشان میدهد که چگونه میتوان میدان گسیلشده توسط یک منبع نقطهای را به صورت عددی محاسبه کرد و سپس از راهحلی مانند میدان حادثه شناختهشده برای مطالعه بعدی که در آن مشکل پراکندگی حل میشود، استفاده کرد.
لایه متخلخل همسانگرد عرضی – Transverse Isotropic Porous Layer
این آموزش به بررسی خواص آکوستیک یک لایه متخلخل ساخته شده از پشم شیشه می پردازد. ماده متخلخل دارای خواص همسانگرد عرضی است و با مدل مواد متخلخل کامل ناهمسانگرد مدل شده است.
پد میرایی با یک لایه محدود – Damping Pad with a Constrained Layer
این مدل روشی را برای تجزیه و تحلیل پدهای میرایی صوتی ارائه می دهد. این پدها از یک لایه محدود از مواد ویسکوالاستیک برای اتلاف انرژی و در نتیجه کاهش انرژی تابش شده به عنوان نویز استفاده می کنند. پدهای میرایی در بسیاری از صنایع مختلف برای کاهش نویز تولید شده توسط پانل های ارتعاشی استفاده می شود و روشی سبک وزن برای کاهش نویز در برخی کاربردها ارائه می دهد.
این مدل تفاوت بین پانل درمان نشده و پانل با درمان صوتی را تجزیه و تحلیل می کند. این مدل همچنین نتایج را با استفاده از روش سنتی مدلسازی لنتهای میرایی به عنوان جرم و میرایی اضافی نشان میدهد. مشاهده می شود که این رویکرد سنتی در مقایسه با یک مدل کامل چندفیزیکی منجر به نتایج نادرست می شود.
اتلاف انتقال صوتی از طریق سازه های الاستیک دوره ای چندلایه – coustic Transmission Loss Through Multilayer Periodic Elastic Structures
در این مدل دو سیال توسط یک ساختار الاستیک جامد چند لایه از هم جدا می شوند. یک موج فشار صوتی بر سازه تأثیر می گذارد و در نتیجه یک موج بازتابی و یک موج ارسالی با اتلاف در سازه ایجاد می شود. این مدل تلفات انتقال از طریق سازه را بررسی می کند. اثرات زاویه برخورد، فرکانس و میرایی مورد مطالعه قرار گرفته است.
اتلاف انتقال صوتی از طریق سازه های الاستیک دوره ای چندلایه – Acoustic Transmission Loss Through Multilayer Periodic Elastic Structures
موتور ترموآکوستیک وسیلهای است بدون قطعات متحرک که میتواند انرژی صوتی را از گرادیان دمای داخل موتور تولید کند. از رابطه بین حرکت هوای نوسانی و تغییرات دمایی در هوای فشرده و منبسط شده توسط امواج صوتی استفاده می کند. دستگاه مشابهی نیز برای ایجاد گرادیان دما توسط انرژی صوتی ابداع شده است که به آن پمپ حرارتی ترموآکوستیک می گویند.
این مدلی برای شبیه سازی سیستمی است که یک موتور ترموآکوستیک موج ایستاده را به یک پمپ حرارتی جفت می کند. اثر خنک کننده توسط پمپ حرارتی با استفاده از امواج صوتی تحریک شده توسط موتور بازتولید می شود. آموزش موتور ترموآکوستیک ساده برای هندسه بخش موتور و به سادگی برای قسمت پمپ حرارتی آینه ای استفاده می شود. از این مدل می توان تایید کرد که بازتولید اثر پمپ حرارتی مستلزم در نظر گرفتن اصطلاحات غیرخطی است.
ماشین حساب مرزی درمان آکوستیک – Acoustic Treatment Boundary Calculator
این برنامه امکان محاسبه ضریب جذب و امپدانس سطحی یک جاذب صدا را برای موارد عادی و تصادفی فراهم می کند. کمیت های محاسبه شده را می توان هنگام تنظیم شرایط مرزی در یک مدل آکوستیک فشار، مدل دامنه فرکانس یا مدل آکوستیک پرتو استفاده کرد.
پیکربندی جاذب انعطاف پذیر است. نمونه مورد مطالعه را می توان به عنوان یک ماده متخلخل یا جامد انتخاب کرد و می توان آن را با یک حفره هوا، یک حفره متخلخل یا شرایط صلب پشتیبان کرد. ضخامت و عمق عناصر مختلف نیز در صورت نیاز قابل تنظیم است.
این برنامه شامل تبدیل نتایج از فرکانس به دامنه زمانی با تابع جزئی کسری تناسب است. این امکان استفاده از امپدانس سطح محاسبه شده را به عنوان شرایط مرزی در شبیه سازی حوزه زمان فراهم می کند. سطح ورودی محاسبه شده برای اتصالات را می توان ذخیره کرد و بعداً در یک مدل جداگانه وارد کرد تا امپدانس یک مرز را توصیف کند.
پاسخ ضربه ای اتاق یک اسپیکر هوشمند – Room Impulse Response of a Smart Speaker
این مدل آموزشی از یک صفحه میکرو سوراخ شده (همچنین به عنوان MPP شناخته می شود) است که توسط یک ساختار ارتعاشی پشتیبانی می شود.
بهینه سازی شکل یک دی مولتی پلکسر صوتی – Shape Optimization of an Acoustic Demultiplexer
این مدل نشان می دهد که چگونه می توان از بهینه سازی شکل برای طراحی یک دممولتی پلکسر صوتی استفاده کرد. دی مولتی پلکسر یک دستگاه توزیع کننده داده است که در این حالت انرژی صوتی را توزیع می کند. هندسه از یک دامنه دایره ای با یک پورت ورودی و دو پورت خروجی تشکیل شده است. این دامنه دارای ساختار کریستال صوتی است، دارای ۱۹ حفره دایره ای است که تغییر شکل داده اند به طوری که انرژی برای یک باند فرکانسی به یک پورت خروجی و برای باند فرکانسی دیگر به درگاه خروجی دیگر می رود.
میرایی چسبناک یک صفحه ریز سوراخ شده در رژیم جریان لغزش – Viscous Damping of a Microperforated Plate in the Slip Flow Regime
این مدل آموزشی از یک صفحه میکرو سوراخ شده (همچنین به عنوان MPP شناخته می شود) است که توسط یک ساختار ارتعاشی پشتیبانی می شود.
انتشار غیر خطی یک موج استوانه ای – مدل تأیید – Nonlinear Propagation of a Cylindrical Wave — Verification Model
این مثال مدل نحوه مدلسازی انتشار غیرخطی یک موج استوانهای را با استفاده از رابط فیزیک فشار غیرخطی، زمان صریح فیزیک موجود در ماژول آکوستیک COMSOL Multiphysics نشان میدهد. رابط سیستم معادلات آکوستیک غیرخطی را در قالب یک قانون بقای هذلولی با استفاده از روش المان محدود گالرکین ناپیوسته با زمان صریح پیادهسازی میکند.
این مثال انتشار موج را در یک محیط بدون تلفات در فواصل بزرگتر از فاصله تشکیل شوک تجزیه و تحلیل می کند. بنابراین این آموزش تاکید ویژه ای بر تکنیک های لازم برای درمان ناپیوستگی های راه حل، مانند محدود کننده ها، گسسته سازی، و تنظیمات حل کننده دارد. حل عددی با حل تحلیلی معتبر در فواصل قبل از تشکیل شوک مقایسه می شود.
گیرنده توده ای با یک کوپل ۰٫۴ سی سی به راه اندازی تست متصل شده است – Lumped Receiver Connected to Test Setup with a 0.4-cc Coupler
در این مدل یک گیرنده Knowles ED23146 (بلندگوی مینیاتوری) به یک مجموعه آزمایشی متشکل از یک لوله قالبگیری ۵۰ میلیمتری (قطر ۱ میلیمتر) و یک کوپلر ۰٫۴ سیسی متصل میشود. گیرنده با استفاده از یک شبکه ادویهای تودهای مدلسازی میشود و به دامنه اجزای محدود در ورودی لوله متصل میشود. پاسخ میکروفون اندازه گیری در کوپلر و همچنین امپدانس ورودی الکتریکی به گیرنده با اندازه گیری ها مقایسه می شود. تلفات در لوله باریک بلند با استفاده از ویژگی آکوستیک منطقه باریک در رابط فیزیک آکوستیک فشار، دامنه فرکانس گنجانده شده است.
تحلیل گذرای درایور بلندگو با پارامترهای سیگنال بزرگ غیرخطی – Lumped Loudspeaker Driver Transient Analysis with Nonlinear Large-Signal Parameters
این مدل نشان میدهد که چگونه میتوان رفتار غیرخطی (سیگنال بزرگ) اجزای تودهای خاص را در یک تحلیل بلندگوی سادهشده گنجاند. سیستم مکانیکی و الکتریکی با استفاده از یک مدار الکتریکی معادل مدل سازی شده است. CMS(x) با انطباق سیگنال بزرگ و ضریب نیرو BL(x) در اینجا توابع غیرخطی محل بلندگو هستند. علاوه بر این، میرایی مکانیکی RMS(v) تابعی از سرعت بلندگو است. اثرات غیر خطی مرتبط با انطباق و فاکتور BL به ویژه در فرکانسهای پایینتر مهم است. این همان جایی است که رویکرد مدلسازی یکپارچه کاربرد اصلی خود را دارد
کریستال آوایی – Phononic Crystal
این مدل نحوه استفاده از فرمول میدان پراکنده را برای محاسبه ضریب انتقال برای برخورد امواج الاستیک صفحه P و S به یک بلور صوتی با اندازه محدود نشان میدهد.
همانطور که توسط یک مطالعه اولیه با هدف محاسبه رابطه پراکندگی پیشبینی شده است، انتقال در محدوده فرکانس مربوط به شکافهای باند موج P و S به صفر میرسد.
میکروفون MEMS با دیوار لغزنده – MEMS Microphone with Slip Wall
این یک مدل از یک میکروفون MEMS است که در حوزه فرکانس از جمله اثرات پیش تنیدگی DC حل شده است. این مدل با استفاده از رابط مولتیفیزیک الکترومکانیک، آکوستیک ترموویسکوز و آکوستیک فشار تنظیم شده است. میکروفون از یک صفحه سوراخ دار و یک غشای پیش تنیده تشکیل شده است. این مدل از شرایط مرزی دیوار لغزش برای گنجاندن اثرات اعداد نادسن بالا در میکروفون MEMS استفاده می کند. سرعت لغزش می تواند برای جریان از طریق سوراخ ها در صفحه ریز سوراخ شده (MPP) و برای جریان فشرده سازی بین صفحه سوراخ شده و غشاء مهم باشد.
سر و صدای ناشی از قطار زیرزمینی در ساختمان های شهری – Underground Train-Induced Noise in Urban Buildings
شبکه قطارهای زیرزمینی مناطق وسیعی را در زیر لندن، پاریس، نیویورک و سایر شهرها در بر می گیرد. مقررات ساختمان نیازمند استانداردهای سختگیرانه سر و صدا است و عدم رعایت آنها می تواند منجر به زیان قابل توجهی در قیمت بازار توسعه شود. بنابراین، نویز ناشی از قطار باید در مراحل اولیه برنامه ریزی توسعه و ارزیابی قیمت گذاری در نظر گرفته شود.
این مدل مفهومی ارتعاشات ناشی از سازه را از طریق زمین به یک قاب ساختمان با امواج فشار آکوستیک داخل ساختمان پیوند می دهد.
مدل سازی لرزش و نویز در گیربکس: نسخه بلبرینگ – Modeling Vibration and Noise in a Gearbox: Bearing Version
این مثال توسعه مدلی است که برای مطالعه ارتعاش و نویز در یک جعبه دنده سنکرومش ۵ سرعته در یک وسیله نقلیه دنده دستی استفاده می شود. در این نسخه از مدل، به جای اتصالات لولا با سفتی الاستیک، از یک نمایش دقیق از یک غلتک استفاده شده است. ابتدا، لرزش گیربکس با استفاده از تحلیل وابسته به زمان برای سرعت مشخص شده موتور و بار خارجی محاسبه می شود. سپس یک نمایش دامنه فرکانس از شتاب عادی محفظه جعبه دنده محاسبه می شود تا به عنوان منبع نویز استفاده شود. در نهایت، یک تحلیل صوتی برای به دست آوردن سطوح فشار صوت در میدان های نزدیک، دور و بیرونی انجام می شود.
جریان آکوستیک القا شده توسط یک پرتو متمرکز اولتراسوند – Acoustic Streaming Induced by a Focused Ultrasound Beam
جریان آکوستیک، یک جریان ثابت ناشی از امواج صوتی، در صنایع زیست پزشکی و مهندسی استفاده شده است. به عنوان مثال می توان به افزایش انتقال حرارت همرفتی، تمیز کردن اولتراسونیک، میکرو اختلاط موضعی، همولیز سلول های خونی و میکروپمپ ها و غیره اشاره کرد. این پدیده آشکار می شود. به عنوان یک انتقال تکانه از امواج صوتی به حرکت سیال. هنگامی که اولتراسوند در یک مایع جاذب منتشر می شود، حرکت توده ای محیط به عنوان محصول جانبی جذب صدا القا می شود. این می تواند در حجم سیال حجیم به دلیل میرایی ویسکوز حجیم یا در نزدیکی یک مرز به دلیل میرایی ترموویسکوز در نزدیکی دیوارها رخ دهد. سرعت جریان تقریباً با شدت صدا مقیاس می شود و بنابراین می تواند در یک پرتو اولتراسوند متمرکز برجسته تر باشد. این مدل نحوه مدلسازی جریان صوتی را در یک پرتو اولتراسوند متمرکز در یک سیال نامحدود نشان میدهد.
از دست دادن انتقال صدا از طریق یک پنجره – Sound Transmission Loss Through a Window
این مدل یک روش عملی و کارآمد برای محاسبه تلفات انتقال صدا (STL) از طریق یک جزء ساختمان ارائه میکند. به طور خاص، این مثال به مورد یک پنجره دو جداره می پردازد.
روش مورد استفاده در اینجا برای اجزای ساختاری معتبر است که تأثیر کمی بر میدان صوتی در سمت منبع دارند (STL بزرگتر از ۱۰ دسی بل). این روش بر اساس فرض یک میدان پراکنده ایده آل در سمت منبع و یک پایان آنکوئیک ایده آل در سمت گیرنده پنجره است.
از رویکرد استفاده شده در این مدل، می توانید یک STL ایده آل و مستقل از آزمایش استخراج کنید. یک تغییر در دانه تصادفی مورد استفاده برای تولید میدان پراکنده برای به دست آوردن حساسیت STL محاسبه شده به تغییرات در میدان انتشار استفاده می شود.
سنسور پارکینگ اولتراسونیک – Ultrasonic Car Parking Sensor
این آموزش از یک مدل دوبعدی یک پمپ میکروسیال با هدایت صوتی استفاده می کند. پمپ میکروسیال آکوستیک توسط جریان صوتی که از لبه های تیز در کانال میکروسیال نشات می گیرد هدایت می شود. این یک جریان در اطراف یک حلقه کانال میکروسیال بسته را هدایت می کند.
بهینه سازی توپولوژی یک پارتیشن صدا با در نظر گرفتن تعامل آکوستیک-ساختار – Topology Optimization of a Sound Partition Considering Acoustic-Structure Interaction
این مدل بهینهسازی توپولوژی را برای مسئلهای که شامل تعامل آکوستیک ساختار برای یک مشکل پارتیشن صدا است، نشان میدهد. هدف کاهش انتقال صدا برای یک کسر ماده جامد ثابت است.
دامنه طراحی با یک فرمول ترکیبی با استفاده از رابط مکانیک جامد مدل شده است. ویژگی مدل چگالی برای راه اندازی یک مسئله بهینه سازی توپولوژی منظم استفاده می شود. مسئله بهینه سازی با استفاده از GCMMA و ادامه در پارامترهای بهینه سازی توپولوژی حل می شود. نتیجه با یک توری متناسب با بدنه تأیید شده و با یک طراحی ساده مقایسه می شود.
محاسبات HRTF سر و تنه – Head and Torso HRTF Computation
این مدل آموزشی نحوه وارد کردن هندسه اسکن شده سه بعدی سر و تنه انسان و محاسبه تابع انتقال مربوط به سر (HRTF) را نشان می دهد. اسکن به عنوان یک فایل stl. وارد شده و به یک هندسه COMSOL تبدیل می شود. HRTF با استفاده از اصل متقابل محاسبه می شود، منبع را در ورودی کانال گوش قرار می دهد، و آکوستیک با استفاده از رابط آکوستیک فشار، رابط عنصر مرزی شبیه سازی می شود. نتایج شبیهسازی شده با دادههای اندازهگیری شده از موضوع واقعی مقایسه میشوند و تطابق خوبی را نشان میدهند.
هندسه اسکن شده و داده های اندازه گیری شده با حسن نیت ارائه شده از ناحیه آموزشی و تحقیقاتی آکوستیک پزشکی، موسسه آکوستیک فنی، دانشگاه RWTH آخن، آلمان است.
آکوستیک گارد مومی: محاسبات ماتریس انتقال – Wax Guard Acoustics: Transfer Matrix Computation
در این آموزش، خواص آکوستیک محافظ مومی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. محافظ موم یک شبکه سوراخ دار کوچک است که برای محافظت از گیرنده (بلندگوی مینیاتوری در سمعک) استفاده می شود که برای سمعک گیرنده در گوش (RITE) یا گیرنده در کانال (RIC) استفاده می شود. به دلیل ابعاد بسیار کوچک سازه، تلفات لایه مرزی حرارتی و چسبناک باید به طور دقیق درج شود و بنابراین از رابط آکوستیک ترموویسکوز، دامنه فرکانس استفاده میشود.
در مرحله اول، ماتریس انتقال (یا دو پورت) محافظ موم با استفاده از عملکرد Port Sweep و شرایط مرزی Port محاسبه می شود. هندسه محافظ موم از یک فایل CAD وارد شده و برای شبیه سازی آماده شده است.
در مرحله دوم، پاسخ زیرسیستم محافظ مومی، زمانی که در یک تنظیم اندازه گیری معمولی قرار می گیرد، محاسبه و با اندازه گیری های واقعی مقایسه می شود. این کار با استفاده از رویکرد ماتریس انتقال توده ای انجام می شود. ماتریس انتقال محافظ مومی محاسبه شده همراه با سایر اجزای ماتریس انتقال برای یک گیرنده (بلندگوی مینیاتوری)، یک لوله باریک و یک ولوم کوپلر استفاده می شود.
تشدید کننده هلمهولتز با لایه متخلخل – Helmholtz Resonator with Porous Layer
این مدل آموزشی سیستمی متشکل از تشدید کننده هلمهولتز در کنار مجرای اصلی را نشان می دهد. حجم تشدیدگر تا حدی با یک ماده متخلخل پر شده است. این مدل بازتاب، انتقال و جذب سیستم را محاسبه می کند.
تلفات ترموویسکوس در مدل با استفاده از آکوستیک ناحیه باریک گنجانده شده است، در حالی که مواد متخلخل با یک مدل Poroacoustics مدلسازی میشوند. دامنه متخلخل با مدل کامل JCAL و همچنین مدل تقریبی JCAL سه پارامتری توصیف شده و نتایج با هم مقایسه میشوند.
بهینه سازی شکل یک شاخ بلندگوی مستطیلی به صورت سه بعدی – Shape Optimization of a Rectangular Loudspeaker Horn in 3D
این مدل نحوه استفاده از ویژگی Control Function را برای انجام بهینهسازی شکل روی یک شاخ مستطیلی برای بهبود پاسخ محوری نشان میدهد. نتایج طراحی اولیه از طریق مجموعه داده فیلتر به یک جزء جدید صادر می شود. علاوه بر این، پاسخ فضایی خارج از محور با استفاده از ویژگیهای بهینهسازی شکل مرز شکل آزاد و تبدیل بهبود مییابد.
بهینه سازی اسپایدر بلندگو – Loudspeaker Spider Optimization
تعلیق یک بلندگو به گونه ای طراحی شده است که غشاء را در جای خود نگه دارد و از هرگونه حرکت تکان دهنده سیم پیچ صدا جلوگیری کند. در فرکانس های پایین که جابجایی غشا قابل توجه است، سفتی تعلیق در طول حرکت سیم پیچ صدا تغییر می کند. این تنوع یا غیرخطی بودن نقش مهمی در اعوجاج کلی ایجاد شده توسط بلندگو دارد. این مدل کاربرد بهینه سازی شکل را در طراحی غشای عنکبوت نشان می دهد. با تغییر شکل عنکبوت، می توان یک سیستم تعلیق ایجاد کرد که در تمام محدوده حرکت سیم پیچ صدا به صورت خطی رفتار می کند.
پمپ میکروسیال آکوستیک – Acoustic Microfluidic Pump
این آموزش از یک مدل دوبعدی یک پمپ میکروسیال با هدایت صوتی استفاده می کند. پمپ میکروسیال آکوستیک توسط جریان صوتی که از لبه های تیز در کانال میکروسیال نشات می گیرد هدایت می شود. این یک جریان در اطراف یک حلقه کانال میکروسیال بسته را هدایت می کند.
سیستم چند پورت مکانیکی: انتشار موج الاستیک در یک صفحه آلومینیومی کوچک – Mechanical Multiport System: Elastic Wave Propagation in a Small Aluminum Plate
در این آموزش رفتار ارتعاشی یک صفحه آلومینیومی کوچک با چهار ساختار موجبر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. این نمونه ای از یک جزء ساختاری است که در دستگاهی قرار دارد که امواج الاستیک در آن منتشر می شوند، مانند یک بلندگوی هوشمند، یک موتور الکتریکی یا یک دستگاه MEMS. صفحه را می توان به عنوان یک سیستم مکانیکی چند پورت در نظر گرفت. این مدل از شرایط مرزی پورت در ورودی/خروجی ساختارهای موجبر استفاده میکند. شرایط بندر به طور مداوم حالت های مختلف الاستیک انتشار مانند امواج طولی، عرضی و پیچشی را ضبط و درمان می کند. انتقال و انعکاس حالت های مختلف از طریق ماتریس پراکندگی سیستم مشخص می شود که به طور خودکار محاسبه می شود. این اجازه می دهد تا رفتار ارتعاشی جزء با جزئیات زیاد مشخص شود، به عنوان مثال، برای استفاده بعدی در شبیه سازی سیستم.
حالت های ویژه در حباب هوا با کشش سطحی – Eigenmodes in Air Bubble with Surface Tension
در این آموزش، حالت های ویژه و فرکانس های ویژه حباب هوا در آب مدل سازی شده و با راه حل های تحلیلی مقایسه می شود. اثرات کشش سطحی گنجانده شده است و اجازه می دهد تا هم حالت ضربانی و هم حالت های سطحی حباب را مدل سازی کنید. در نهایت، اثر ویسکوزیته سیال اطراف بر فرکانسهای ویژه مورد مطالعه قرار میگیرد.
گنبد توییتر و بهینه سازی شکل موجبر – Tweeter Dome and Waveguide Shape Optimization
توییتر یک درایور فرکانس بالا است که در سیستم های بلندگو استفاده می شود. یک توییتر ایده آل یک سطح فشار صوتی ثابت در یک فاصله معین در مقابل راننده مستقل از فرکانس تولید می کند، یعنی یک پاسخ صاف. در حالت ایدهآل، توییتر نیز تا حدی، این پاسخ صاف را هنگامی که نقطه شنیداری از محور خارج میشود، حفظ میکند. فعل و انفعالات پیچیده بین شکستن گنبد و تابش در طراحی محرک بلندگو ذاتی است. این به نوبه خود باعث ایجاد انحراف از ویژگی های تابش ایده آل می شود.
پراکندگی مجانبی فرکانس بالا زیردریایی – Submarine High-Frequency Asymptotic Scattering
دفاع اولیه یک زیردریایی در ظرفیت پنهان ماندن آن در حین عملیات نهفته است.
راه اندازی تست اولتراسونیک غوطه وری – Immersion Ultrasonic Testing Setup
در این مدل ضریب پراکندگی یک دیفیوزر شرودر محاسبه می شود. سپس این ضریب می تواند به عنوان ورودی برای بیان شرایط مرزی در شبیه سازی های صوتی اتاق معمولی استفاده شود. اثر تناوب نیز با مطالعه پاسخها از ترتیبات مختلف یک دیفیوزر بررسی میشود.
شبیه ساز گوش نوع ۴٫۳ – Type 4.3 Ear Simulator
این مدل از مدل P.57 Type 4.3 Full-band Ear Simulator می باشد. این مدل شامل هندسه کانال گوش و همچنین پینا تعریف شده در استاندارد ITU-T P.57 است. این مدل همچنین شامل داده های درون یابی برای امپدانس درام گوش است که از ویژگی های صوتی صحیح گوش اطمینان می دهد. این مدل سعی می کند الزامات هندسی و آکوستیک تعریف شده در استاندارد را برآورده کند. این یک مدل از یک شبیه ساز گوش خاص و در دسترس تجاری نیست.
دادههای امپدانس درام گوش از مرجع بهدست میآید: L. B. Nielsen و M. Herring Jensen، «دوقلو دیجیتالی یک شبیهساز گوش جدید و استانداردشده باند کامل»، DAGA 2022.
لرزش مخزن سوخت – Fuel Tank Vibration
این مدل پاسخ فرکانسی مخزن سوخت را که تا حدی با مایع پر شده است، تجزیه و تحلیل می کند. تانک تحت شتاب عمودی قرار می گیرد.
دو روش مدلسازی برای نمایش سیال در نظر گرفته میشود: یک روش سنتی مالش دادن جرم سیال از طریق سطح مرطوب مخزن سوخت، و یک رویکرد چندفیزیکی که در آن فشار صوتی درون سیال به طور خاص مدلسازی میشود.
این دو روش تفاوتهای قابلتوجهی را نشان میدهند و نشان میدهند که درک دقیق رفتار ارتعاشی هنگام پیشبینی استرس یا عمر خستگی در حفرههای پر از مایع چقدر مهم است.
نمونه همسانگرد-ناهمسانگرد: انتشار موج الاستیک – Isotropic-Anisotropic Sample: Elastic Wave Propagation
در این آموزش دو بعدی، یک نمونه آزمایشی در یک طرف از یک ماده همسانگرد و در طرف دیگر از یک ماده ناهمسانگرد ناهمگن (یک کریستال ناهمسانگرد عرضی روی) تشکیل شده است. امواج الاستیک در نمونه توسط یک نیروی نقطه مانند تحریک می شوند. این مدل با رابط فیزیک امواج الاستیک، زمان صریح حل شده است.
موتور ترموآکوستیک ساده – Simple Thermoacoustic Engine
این یک مدل از یک موتور ترموآکوستیک ساده است که شامل یک پشته حرارتی برای تبدیل انرژی حرارتی به انرژی صوتی است.
میکرواسپیکر OW: شبیه سازی و همبستگی با اندازه گیری ها – OW Microspeaker: Simulation and Correlation with Measurements
این مدل ویژگی های الکترومغناطیسی، مکانیکی و صوتی بلندگوی OWS-1943T-8CP (غیرقابل اجرا) را تجزیه و تحلیل می کند. علاوه بر جزئیات خاص، هندسه، خواص مواد و اندازهگیریها متعلق به اوله ولف است.
با شروع از هندسه بلندگو، یک مدل الکترومغناطیسی متقارن محوری برای توصیف پاسخ وابسته به فرکانس سیم پیچ صدا و مدار الکترومغناطیسی استفاده می شود. این پاسخ در یک مدل سه بعدی گنجانده شده است که در آن پاسخ لرزشی بلندگو تجزیه و تحلیل و با اندازهگیریها مقایسه میشود.
Ole Wolff در سراسر جهان برای مبدلهای با کیفیت بالا و همچنین قابلیتهای طراحی منحصربهفرد که برای طیف گستردهای از شرکتهای سطح اول در صنعت لوازم الکترونیکی مصرفی عرضه میشود، شناخته شده است.
انتشار امواج لرزه ای در زمین – Propagation of Seismic Waves Through Earth
این مدل آموزشی انتشار امواج لرزه ای را در ساختار داخلی زمین تجزیه و تحلیل می کند. این مدل از یک هندسه متقارن محوری دوبعدی برای نشان دادن ناپیوستگیهای مواد و تغییرات خواص در لایههای متحدالمرکز زمین استفاده میکند. یک زلزله ساده متشکل از یک پالس تونال برای مطالعه تولید و انتشار امواج مختلف فشار و برشی در ساختار داخلی زمین استفاده می شود.
اسپیکر پیزوالکتریک MEMS – Piezoelectric MEMS Speaker
این مدل یک بلندگوی سیستم میکروالکترومکانیکی پیزوالکتریک (MEMS) را تحلیل میکند. این بلندگو که از چهار غشای مثلثی تشکیل شده است، از لایه ای از ماده سرب زیرکونات تیتانات (PZT) با دو الکترود در بالای لایه سیلیکونی به عنوان محرک استفاده می کند. غشاهای مثلثی با شکاف های باریکی از هوا جدا می شوند که امکان انحراف بیشتر غشا را فراهم می کند. تلفات ترموویسکوز در شکاف ها جریان هوا را محدود می کند، بنابراین به چهار محرک اجازه می دهد تا مانند یک غشاء واحد به صورت صوتی رفتار کنند.
قدرت هدف زیردریایی – Submarine Target Strength
دفاع اولیه یک زیردریایی در ظرفیت پنهان ماندن آن در حین عملیات نهفته است. از آنجایی که امواج رادیویی به شدت توسط آب دریا جذب می شوند، ناوبری صوتی یا سونار یکی از روش های اصلی مورد استفاده برای تشخیص زیردریایی ها است. سیستم های سونار همچنین برای اکتشاف زیر آب و همچنین در صنعت ماهیگیری استفاده می شوند.
طراحان نحوه انعکاس امواج صوتی را به منظور به حداقل رساندن ناحیه بازتابی معادل زیردریایی تجزیه و تحلیل می کنند. قدرت هدف یا TS، اندازه گیری مساحت یک هدف سونار است. این آموزش یک روش ساده برای تجزیه و تحلیل TS زیردریایی معیار شبیهسازی قدرت اکو هدف (BeTTSi) را ارائه میکند.
این مدل از نظر آکوستیک بزرگ است و از فرمول تثبیت شده در رابط فشار آکوستیک، عناصر مرزی (BEM) بهره می برد. فعال کردن فرمول تثبیت شده، همگرایی را برای مدلهای بزرگ (فرکانس بالا یا دامنههای بزرگ) به قیمت درجات آزادی اضافی تضمین میکند.
حرکت زمین پس از رویداد لرزه ای: پراکندگی از یک کوه کوچک – Ground Motion After Seismic Event: Scattering off a Small Mountain
در این آموزش، انتشار امواج الاستیک در زمین پس از یک رویداد لرزه ای با استفاده از مدل دو بعدی شبیه سازی شده است. اثر توپولوژی سطح زمین بر انتشار موج زمانی نشان داده میشود که یک نیمه فضای ایدهآل با حضور یک کوه کوچک اصلاح شود. مدل تغییری از مشکل بره است. انتشار امواج الاستیک با استفاده از امواج الاستیک، رابط فیزیک زمان صریح مدلسازی میشود و مدل انتشار و پراکندگی امواج فشار، امواج برشی، امواج ریلی و امواج فون اشمیت را ضبط میکند.
دیفیوزر شرودر به صورت دو بعدی – Schroeder Diffuser in 2D
در این مدل ضریب پراکندگی یک دیفیوزر شرودر محاسبه می شود. سپس این ضریب می تواند به عنوان ورودی برای بیان شرایط مرزی در شبیه سازی های صوتی اتاق معمولی استفاده شود. اثر تناوب نیز با مطالعه پاسخها از ترتیبات مختلف یک دیفیوزر بررسی میشود.
انتشار اولتراسوند متمرکز با شدت بالا (HIFU) از طریق یک فانتوم بافتی – High-Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Propagation Through a Tissue Phantom
این آموزش انتشار اولتراسوند متمرکز با شدت بالا (HIFU) را از طریق یک فانتوم بافتی مطالعه می کند. HIFU در بسیاری از کاربردهای مختلف زیست پزشکی مانند فرسایش حرارتی تومورها، جراحی HIFU ترانس جمجمه، سنگ شکنی موج شوک، و غیره استفاده می شود. هنگامی که سیگنال ساطع شده دارای دامنه به اندازه کافی بالا باشد، اثرات غیرخطی قابل توجه می شود، که منجر به تولید هارمونیک های مرتبه بالاتر در طول انتشار سیگنال می شود.
نویز موتور الکتریکی: موتور سنکرون مغناطیس دائمی – Electric Motor Noise: Permanent Magnet Synchronous Motor
این مدل نویز تولید شده توسط یک موتور الکتریکی را در حین کار با سرعت های مختلف چرخش آنالیز می کند. نوع موتور الکتریکی مورد تجزیه و تحلیل، یک موتور سنکرون آهنربای دائم (PMSM) از آهنرباهای دائمی در روتور و جریان فرکانس متغیری که از طریق استاتور عبور می کند برای تولید گشتاور استفاده می کند. نیروهای الکترومغناطیسی تولید شده در طول عملیات آن نه تنها در فرکانس تحریک بلکه در فرکانسها یا هارمونیکهای بالاتر نیز ارتعاش ایجاد میکنند. یک تحلیل گذرا برای تعیین نیروهای الکترومغناطیسی در حوزه زمان استفاده می شود. تبدیل فوریه برای تعیین سهم در حوزه فرکانس استفاده می شود. پاسخ ارتعاشی پوشش PMSM و تابش صوتی آن محاسبه می شود. نمودار کمپبل ایجاد میشود که هارمونیکهای اصلی را نشان میدهد که به پاسخ صوتی PMSM در سرعتهای مختلف چرخش کمک میکنند.
درایور بلندگو به صورت سه بعدی – تحلیل دامنه فرکانس – Loudspeaker Driver in 3D — Frequency-Domain Analysis
این آموزش نشان میدهد که چگونه میتوان مدلهای سهبعدی مولتیفیزیک ارتعاشی-الکتروآکوستیک بلندگوها را به بهترین نحو حل کرد. این مدل بر اساس یک نمایش سهبعدی از مدل کتابخانه کاربردی متقارن دوبعدی موجود loudspeaker_driver موجود در نرمافزار است. تنظیمات فیزیک اساساً در این نسخه سه بعدی مانند نسخه متقارن محوری دو بعدی است. در مدل سه بعدی یک پیشنهاد حل کننده تکراری برای تحلیل حوزه فرکانس انتخاب شده است. این پیشنهاد تضمین می کند که مشکل آکوستیک، ساختار و الکترومغناطیسی جفت شده به طور موثر حل می شود.
امپدانس انتقال غیرخطی یک روزنه مخروطی – Nonlinear Transfer Impedance of a Tapered Orifice
این مدل امپدانس انتقال غیرخطی یک روزنه مخروطی را که می تواند بخشی از صفحه سوراخ دار یا ریز سوراخ (MPP) باشد، تجزیه و تحلیل می کند. تجزیه و تحلیل برای درجات مختلف باریک شدن سوراخ و برای یک محدوده فرکانس انجام می شود.
هدفون روی گوش مصنوعی – Headphone on an Artificial Ear
هدفونها بهخوبی به گوش متصل میشوند، و بنابراین نمیتوان حساسیت آنها را در تنظیمات میدان آزاد آکوستیک کلاسیک مورد استفاده برای بلندگوها اندازهگیری کرد. اندازه گیری نیاز به استفاده از سر و گوش مصنوعی برای نشان دادن دقیق شرایط استفاده دارد. این مدل اتصال یک هدفون دور به یک گوش مصنوعی عمومی را نشان می دهد. این مدل از رابط فیزیک امواج Poroelastic برای مدل سازی فوم استفاده می کند. مدل داخلی سوراخ دار داخلی برای نشان دادن سوراخ ها و مش ها در بدنه هدفون استفاده می شود. گوش مصنوعی به یک کانال گوش ساده متصل می شود و امپدانس درام گوش به طور خاص در نظر گرفته می شود. یک مدار الکتریکی معادل برای مدل سازی درایور در هدفون استفاده می شود.
آکوستیک کابین خودرو – تحلیل دامنه فرکانس – Car Cabin Acoustics — Frequency-Domain Analysis
این آموزش تجزیه و تحلیل کابین خودرو را به منظور بررسی عملکرد یک سیستم صوتی در محدوده فرکانس پایین تا متوسط نشان می دهد. کابین از نوع داخلی سدان معمولی است، یعنی داخل یک خودروی خانوادگی با سقف سخت.
از دست دادن انتقال صدا از طریق دیوار بتنی – Sound Transmission Loss Through a Concrete Wall
این مدل یک روش عملی و کارآمد برای محاسبه تلفات انتقال صدا (STL) از طریق یک جزء ساختمان ارائه میکند، بهویژه این مثال به مورد یک دیوار بتنی میپردازد. روش استفاده شده در اینجا تا زمانی معتبر است که مؤلفه تأثیر کمی بر میدان صوتی در سمت منبع داشته باشد. این روش بر اساس فرض یک میدان انتشار ایده آل در سمت منبع و یک پایان آنکوئیک ایده آل در سمت گیرنده دیوار بتنی است. از رویکرد استفاده شده در این مدل، می توانید یک STL ایده آل و مستقل از آزمایش استخراج کنید. نتایج به دست آمده با داده های تجربی منتشر شده مقایسه شده و تطابق خوبی را نشان می دهد.
تعامل آکوستیک-ساختار – Acoustic–Structure Interaction
آکوستیک مایع یا گاز همراه با اجسام ساختاری مانند غشاها، صفحات یا جامدات کاربردهای مهمی در بسیاری از زمینههای مهندسی است.
]
مبدل پیزوآکوستیک – Piezoacoustic Transducer
مبدل پیزوالکتریک می تواند برای تبدیل جریان الکتریکی به میدان فشار صوتی یا برعکس برای تولید جریان الکتریکی از میدان صوتی استفاده شود. این دستگاه ها عموماً برای کاربردهایی که نیاز به تولید صدا در هوا و مایعات دارند مفید هستند. نمونه هایی از چنین کاربردهایی عبارتند از: میکروفون های آرایه فازی، تجهیزات اولتراسوند، محرک های قطرات جوهر افشان، کشف دارو، مبدل های سونار، تصویربرداری زیستی، و آکوستو-بیوتراپی.
این مثال نشان می دهد که چگونه ارتعاشات پیزوالکتریک در یک مبدل را به یک موج فشار آکوستیک در سیالی مانند هوا یا آب متصل کنیم. فیزیک که جفت می شود و حل می شود عبارتند از تنش-کرنش پیزوالکتریک، میدان الکتریکی و آکوستیک فشار در یک سیال.
درایور بلندگو – تحلیل دامنه فرکانس – Loudspeaker Driver — Frequency-Domain Analysis
این مثال نحوه مدلسازی درایور بلندگو از نوع مخروطی پویا را نشان میدهد که برای فرکانسهای پایین و متوسط رایج است. تجزیه و تحلیل در حوزه فرکانس انجام می شود و بنابراین رفتار خطی درایور را نشان می دهد. تجزیه و تحلیل مدل شامل امپدانس الکتریکی کل و سطح فشار صوتی روی محور در یک ولتاژ نامی محرک، به عنوان توابع فرکانس است. ویژگی های فضایی راننده در یک نمودار جهت نشان داده شده است.
مدل آموزشی با استفاده از ترکیبی از رابط میدان های مغناطیسی و رابط چندفیزیکی تعامل آکوستیک-ساختار تنظیم شده است.
اولین تجزیه و تحلیل تنها بخش الکترومغناطیسی مشکل را زمانی که راننده در حالت استراحت است حل می کند. از اینجا می توان ضریب نیروی محرکه و امپدانس سیم پیچ صوتی مسدود شده را استخراج و برای استفاده بیشتر صادر کرد.
تحلیل نهایی مربوط به مدل کامل است، از جمله برهمکنشهای چندفیزیکی مرتبط مانند برهمکنش آکوستیک ساختار و نیروی الکترومغناطیسی که بر روی سیمپیچ صدا تأثیر میگذارد.
آکوستیک اتاق دامنه زمان مبتنی بر موج با امپدانس وابسته به فرکانس – Wave-Based Time-Domain Room Acoustics with Frequency-Dependent Impedance
این مدل آموزشی از اثر گرمایش ژول در یک باسبار نحوه همگام سازی یک مجموعه بین نرم افزار Solid Edge® و نرم افزار COMSOL Multiphysics®، نحوه تغییر هندسه از COMSOL Multiphysics® و نحوه اجرای یک جاروی پارامتری هندسی را نشان می دهد.
تولید امواج بره برای بازرسی غیرمخرب نمونه های صفحه – Generation of Lamb Waves for Nondestructive Inspection of Plate Specimens
مدلسازی عددی امواج Lamb، که به امواج هدایتشده تعلق دارند، برای تجزیه و تحلیل و طراحی سیستمهای نظارت بر سلامت ساختاری (SHM) برای آزمایشهای فراصوت دوربرد ضروری است. طراحی یک سیستم SHM بر اساس امواج هدایت شونده از دو قسمت اصلی تشکیل شده است. در وهله اول، دانستن منحنی های پراکندگی برای حالت هایی که می توانند در موجبر یک مقطع خاص منتشر شوند، الزامی است.
تست غیر مخرب پرتو زاویه ای – Angle Beam Nondestructive Testing
واحدهای اولتراسونیک پرتو زاویه ای برای آزمایش غیر مخرب (NDT) اجسام جامد مانند لوله های فلزی استفاده می شوند. آنها به ویژه برای تشخیص عیوب در نواحی جوشکاری و اطراف آن، مانند منافذ، ترکهای کوچک، عدم همجوشی و غیره مفید هستند. پرتو زاویهای NDT اغلب در مواردی استفاده میشود
تجزیه و تحلیل استرس اتصالات لوله با LiveLink™ برای Solid Edge® – Stress Analysis of a Pipe Fitting with LiveLink™ for Solid Edge®
این مدل آموزشی، تنظیم یک تحلیل تنش متقارن محوری دوبعدی، از طریق تماس، اتصالات لوله رزوهای سه بعدی را نشان میدهد.
این مثال شامل همگام سازی هندسه ۳D Solid Edge® و انتخاب هایی است که چهره های در تماس را مشخص می کند، با هندسه ۲ بعدی در COMSOL Multiphysics®. یک صفحه برش در COMSOL Multiphysics تعریف شده است تا هندسه ۲ بعدی را از اشیاء سه بعدی هماهنگ شده ایجاد کند. راه اندازی مدل با استفاده از انتخاب های همگام شده ای که در هندسه دو بعدی موجود است، ساده شده است.
تجزیه و تحلیل استرس یک اتصال لوله با LiveLink™ برای PTC Creo Parametric™ – Stress Analysis of a Pipe Fitting with LiveLink™ for PTC Creo Parametric™
این مدل آموزشی، تنظیم یک تحلیل تنش متقارن محوری دوبعدی، از طریق تماس، اتصالات لوله رزوهای سه بعدی را نشان میدهد.
این مثال شامل همگام سازی هندسه و انتخاب های ۳D PTC Creo Parametric™، که چهره های در تماس را مشخص می کند، با هندسه ۲ بعدی در COMSOL Multiphysics® است. یک صفحه برش در COMSOL Multiphysics تعریف شده است تا هندسه ۲ بعدی را از اشیاء سه بعدی هماهنگ شده ایجاد کند. راه اندازی مدل با استفاده از انتخاب های همگام شده ای که در هندسه دو بعدی موجود است، ساده شده است.
مدلسازی آکوستیک اتاق با استفاده از روشهای آکوستیک فشار هیبریدی و ردیابی پرتو – Modeling Room Acoustics Using Hybrid Pressure Acoustics and Ray-Tracing Methods
این مدل یک رویکرد برای به دست آوردن یک پاسخ ضربه باند پهن با ترکیب روشهای ردیابی پرتو و اجزای محدود را نشان میدهد. این ترکیب تماماً در COMSOL® انجام می شود و از فیلترهای ایده آل استفاده می کند. در این مثال، نتایج شبیه سازی بیشتر با یک راه حل تحلیلی در یک اتاق ساده با جذب دیوار کم تا متوسط مقایسه می شود.
بهینه سازی شکل ریزشیر سه بعدی تسلا – Shape Optimization of a 3D Tesla Microvalve
میکرو شیرهای تسلا از ماهیت غیر خطی جریان اینرسی برای ایجاد مقاومت جریان ناهمسانگرد استفاده می کنند. آنها را می توان به عنوان دریچه های قوی به دلیل مکانیزم کار غیرفعال استفاده کرد، اما برای بسیاری از کاربردها دیودیسیته بسیار کم است. شبیه سازی های دو بعدی و بهینه سازی دیودیسیتی را بیش از حد تخمین می زنند، اگر ارتفاع کانال مشابه ابعاد دیگر دستگاه باشد. این مدل بهینهسازی شکل سه بعدی را با عدد رینولدز ۲۰۰ نشان میدهد. واردات/صادرات طرح با یک روش مدل ترکیب میشود، بنابراین میتوان از عناصر معکوس اجتناب کرد حتی اگر تغییر شکلهای هندسی بزرگ باشند.
اثر Opto-Acoustophoretic در یک تله آکوستوفوئیدیک – Opto-Acoustophoretic Effect in an Acoustofluidic Trap
Opto-acoustophoresis اصطلاحی است که برای توصیف تعامل بین آکوستیک و میدان های نوری استفاده می شود. در بیشتر موارد (از جمله این) میدان نوری مواد را گرم می کند و بنابراین بر میدان صوتی تأثیر می گذارد. در این مثال از یک تله صوتی، مجموعه ای از ذرات قبل از روشن شدن منبع نور به دام می افتند. نور توسط ذراتی جذب می شود که در نتیجه سیال اطراف را گرم می کنند. این جریان ترموآکوستیک قوی ایجاد می کند که ذرات را از تله صوتی بیرون می کشد.
تله آکوستیک سه بعدی و جریان ترموآکوستیک در یک مویرگی شیشه ای – ۳D Acoustic Trap and Thermoacoustic Streaming in a Glass Capillary
یک مدل سه بعدی از یک تله صوتی در یک مویرگ شیشه ای که توسط یک مبدل پیزوالکتریک فعال می شود.
نویز جریان حفره – Cavity Flow Noise
جریان بر روی یک حفره و نویز تونال تولید شده یک منبع نویز معمولی در سیستم های لوله کشی است که دارای دریچه ها و حفره های دیگر هستند. این مدل آموزشی یک مورد ساده از نویز جریان حفره در یک سیستم مجرای را نشان می دهد. این مدل بر اساس مثالی از لافون و همکاران تنظیم شده است.
مدل آموزشی فعلی مراحل مربوط به شبیهسازی نویز ناشی از جریان را در COMSOL Multiphysics با استفاده از عملکرد ماژول Acoustics و ماژول CFD نشان میدهد.
لازم به ذکر است که وضوح مش استفاده شده برای جریان LES به اندازه کافی خوب نیست تا تمام جزئیات جریان را حل کند. این انتخاب برای اطمینان از اینکه مدل می تواند نسبتا سریع در یک خوشه قدرت متوسط حل شود و داده های خروجی خیلی بزرگ نباشد، انجام شده است. این به نوبه خود بدان معنی است که پاسخ صوتی شبیه سازی شده تا حدی از داده های مرجع لافون و همکاران منحرف می شود.
قابلیت تنظیم فیلتر حفره حالت اواسط با استفاده از محرک پیزو – Tunable Evanescent Mode Cavity Filter Using a Piezo Actuator
با افزودن ساختاری در داخل حفره، میتوان یک فیلتر حفرهای در حالت ناپایدار ایجاد کرد. این ساختار فرکانس تشدید را کمتر از حالت غالب حفره پر نشده تغییر می دهد. یک محرک پیزو برای کنترل اندازه یک شکاف هوایی کوچک استفاده می شود که قابلیت تنظیم فرکانس تشدید را فراهم می کند.
تحلیل ساختاری تلسکوپ نیوتنی – Newtonian Telescope Structural Analysis
این آموزش تجزیه و تحلیل ساختاری یک تلسکوپ ساده را نشان می دهد. تغییر شکل ساختار تلسکوپ تحت گرانش مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر آن بر کیفیت تصویر نشان داده شده است.
تشدید کننده دوبعدی با نصب جامد با کمیت عدم قطعیت – Solidly Mounted Resonator 2D with Uncertainty Quantification
کمیسازی عدم قطعیت برای مطالعه تأثیر تغییرات تولید بر عملکرد تشدیدگر دوبعدی با نصب جامد (۲D SMR) استفاده میشود.
حالتهای عادی یک تشدیدگر مغرضانه – هندسه سه بعدی از یک فایل GDS – Normal Modes of a Biased Resonator — ۳D Geometry from a GDS-File
این آموزش نشان می دهد که چگونه می توان هندسه را برای تشدیدگر بایاس سه بعدی از فایل GDS با استفاده از ماژول واردات ECAD و ماژول طراحی ساخت.
جلوههای تغییر تولید در یک ژیروسکوپ سرعتی چنگال تنظیم درایو شانهای میکروماشین – Manufacturing Variation Effects in a Micromachined Comb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope
این مدل ، نیروی الکترومغناطیسی محاسبه شده با کار مجازی و روشهای تنش حداکثر استرس بر روی بلبرینگ محوری محوری را مقایسه می کند.
تشدید کننده موج بره نیترید آلومینیوم – سه بعدی – Aluminum Nitride Lamb Wave Resonator — ۳D
تشدید کننده های موج بره اجزای مفیدی برای بسیاری از کاربردهای فرکانس رادیویی هستند. این آموزش نشان میدهد که چگونه یک تشدید کننده موج بره نیترید آلومینیوم را مدلسازی میکنید و تحلیلهای فرکانس ویژه و پاسخ فرکانسی را برای مشخص کردن دستگاه انجام میدهید.
تشدید کننده BAW فیلم نازک با مدار معادل – Thin-Film BAW Resonator with Equivalent Circuit
این آموزش نشان می دهد که چگونه می توان یک مدل مدار الکتریکی یک تشدید کننده MEMS را با استفاده از ویژگی تخمین پارامتر استخراج کرد. این مدل یک مدار اصلاح شده Butterworth-Van Dyke است که با استفاده از رابط مدار الکتریکی ایجاد شده است و یک تشدید کننده صوتی حجیم لایه نازک (FBAR) را نشان می دهد. برای حل پارامترهای عناصر برآمده در مدل از مطالعه تخمین پارامتر استفاده شد.
رزوناتور ۲ بعدی محکم نصب شده – Solidly Mounted Resonator 2D
تشدید کننده با نصب جامد (SMR) یک تشدید کننده پیزوالکتریک MEMS است که در بالای یک پشته آینه صوتی که روی یک بستر ضخیم قرار گرفته است، تشکیل شده است.
آموزش سنتز حالت کامپوننت – Component Mode Synthesis Tutorial
در این مثال آموزشی، مفاهیم سنتز حالت مؤلفه (CMS) از طریق یک مدل جامد ساده از تیرهای کنسول معرفی شده است. بخش هایی از پرتو با تکنیک CMS کاهش می یابد. علاوه بر این، نشان داده شده است که چگونه می توان از CMS برای نشان دادن رفتار استاتیک و دینامیکی کل مجموعه با مطالعه ارتعاش آزاد میرا شده پرتو استفاده کرد. این مثال، علاوه بر این، دو روش مختلف اعمال بار بر روی اجزای کاهشیافته را بررسی میکند.
ارتعاشات ریز آینه پیش تنیده: کوپلینگ ترموویسکوز-ترموالاستیسیته – Prestressed Micromirror Vibrations: Thermoviscous–Thermoelasticity Coupling
این مدل عملکرد یک میکروآینه در هوا و اثرات میرایی ترموویسکوز بر پاسخ ارتعاش را تجزیه و تحلیل می کند. این مدل شامل تلفات حرارتی در سازه و همچنین پدیده های صوتی ترموویسکوز می باشد.
هیسترزیس در سرامیک های پیزوالکتریک – Hysteresis in Piezoelectric Ceramics
بسیاری از مواد پیزوالکتریک فروالکتریک هستند.
یک ژیروسکوپ با نرخ چنگال تنظیم شانه ای ریزماشین شده – A Micromachined Comb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope
این نمونه آموزشی از ژیروسکوپ چنگال تنظیم درایو شانه ای توسط دکتر جیمز رانسلی در Veryst Engineering، LLC ارائه شده است. این مدل هندسه کاملاً پارامتری، استفاده گسترده از ویژگیهای انتخاب، اجرای فرمولهای تحلیلی برای نیروهای الکترومکانیکی و برآورد پاسخ، و مقایسه نتایج عددی با تخمینهای تحلیلی را نشان میدهد.
تنظیم تست مجازی سخنران کنفرانس – Conference Speaker Virtual Test Setup
این مدل آموزشی یک راه اندازی تست مجازی یک سخنران کنفرانس را نشان می دهد. سیستم بلندگو از یک بلندگو و همچنین سه میکروفون تشکیل شده است. این مدل تابش صدای بلندگو، بازخورد و همچنین توانایی سیستم برای تشخیص صدای (گفتار) منتشر شده از یک آدمک آزمایشی را تحریک می کند.
تجزیه و تحلیل اعوجاج هارمونیک Midwoofer با اندازه گیری KLIPPEL – Midwoofer Harmonic Distortion Analysis with KLIPPEL Measurements
یک مید ووفر خودرو با استفاده از رویکرد پارامتر یکپارچه مدلسازی میشود. اجزای الکتریکی و مکانیکی با استفاده از یک مدار الکتریکی تودهای مدلسازی میشوند که با استفاده از ویژگی مرز بلندگوی تودهای به مدل المان محدود برای آکوستیک کوپل شده است.
میکرو اسپیکر گوشی هوشمند و آکوستیک پورت: تحلیل خطی و غیرخطی – Smartphone Microspeaker and Port Acoustics: Linear and Nonlinear Analysis
این مدل آموزشی نحوه مدلسازی یک میکرواسپیکر واقع در تلفن هوشمند را نشان میدهد که شامل تابش و تعامل با پورت صوتی است که به بیرون متصل میشود.
مبدل آرمیچر متعادل – تجزیه و تحلیل دامنه فرکانس – Balanced Armature Transducer – Frequency Domain Analysis
این یک شبیهسازی ارتعاشی-الکتروآکوستیک کامل از مبدل آرمیچر متعادل (BA) است (که در برخی صنایع به عنوان گیرنده نیز شناخته میشود) که یک بلندگوی مینیاتوری با کارایی بالا است که اغلب در سمعکها و سایر محصولات صوتی داخل گوش استفاده میشود.
شبیهسازی بلندگوی مرتعش صدا چندفیزیک با – BEM-FEM Vibroacoustic Loudspeaker Simulation: Multiphysics with BEM-FEM
این مدل تجزیه و تحلیل کامل لرزش صدای یک بلندگو از جمله محرک، کابینت و پایه را نشان میدهد. این امکان را به شما میدهد تا یک ولتاژ محرک اسمی را اعمال کرده و میزان فشار صوتی حاصل از آن را در کابینت و در فضای بیرون و همچنین تغییر شکل کابینت و محرک را برای یک فرکانس معین استخراج کنید. پایۀ بلندگو در فاصلۀ کمی از دیوار، که در پشت آن قرار دارد، در کف سخت قرار گرفته است.
انتشار موج در سنگ تحت بار انفجاری – Wave Propagation in Rock Under Blast Loads
تجزیه و تحلیل گذرا از انتشار موج در تودۀ سنگی ناشی از بار کوتاه مدت بر روی سطح. چنین بارهایی در هنگام ساخت تونل و سایر کاوشهای نوعی در اثر استفاده از انفجار پدید میآیند.
این مدل استفاده از شرایط مرزی کمبازتاب را برای کوتاهکردن دامنۀ محاسباتی به اندازۀ معقول نشان میدهد.
ارتعاشات پروانه – Vibrations of an Impeller
این مدل آموزشی استفاده از تقارن چرخشی پویا با پردازش متعاقب روی هندسۀ کامل را نشان میدهد. پروانۀ سهبعدی با هشت تیغۀ یکسان را میتوان به هشت بخش متقارن تقسیم کرد. این مدل فرکانسهای اساسی را برای هندسۀ پروانۀ کامل محاسبه کرده و آنها را با مقادیر محاسبه شده برای یک بخش واحد با شرایط مرزی متناوب فلوکه اعمال شده در مرزهای دو بخش مقایسه میکند.
ارتعاشات یک دیسک که توسط یک سیلندر پر از هوا پشتیبانی میشود Vibrations of a Disk Backed by an Air-Filled Cylinder
حالتهای لرزشی یک دیسک دایرهای نازک یا ضخیم به خوبی شناخته شده است و میتوان محاسبات خاص مربوط به ویژهفرکانسها را با دقت دلخواه از یک حل سری محاسبه کرد. همین حالت در مورد حالتهای صوتی یک استوانۀ پر از هوا با دیوارههای کاملاً سفت و سخت نیز صادق است. سؤال جالبتر این است که بپرسید: اگر سیلندر در یک انتها نه توسط یک دیوار سفت و محکم بلکه توسط یک دیسک نازک بسته شود چه اتفاقی میافتد؟ این سؤالی است که در این مدل به آن پرداخته شده است.
ذرات ارتعاشی در آب – Vibrating Particle in Water
این آموزش یک ذرۀ نیمکروی کوچک لرزشی در آب را شبیهسازی میکند. این ذره دارای شعاع ۱ میلیمتر بوده و در جهت محوری با فرکانس ۵۰ کیلوهرتز نوسان میکند. ارتعاشات باعث ایجاد امواج صوتی در سیال میشوند. این مثال نشان میدهد که چگونه میتوان یک مدل صوتی گرماچسبنده را به گونهای تنظیم کرد که امواج صوتی (قابل فشردهسازی) در مایعات را حل کند. راه حل عددی در مقایسه با یک راه حل تحلیلی برای نوسان ذرات در امتداد محور قطبی معتبر است.
رفتار گذرای ریزآینه ارتعاشی با میرایی چسبنده و حرارتی – Vibrating Micromirror with Viscous and Thermal Damping: Transient Behavior
ریزآینهها در دستگاههای MEMS خاصی برای کنترل عناصر نوری استفاده میشوند. این مدل مثال آینهای را نشان میدهد که در ابتدا برای مدت کوتاهی فعال بوده و سپس ارتعاشات میرا را نشان میدهد.
ریزآینه ارتعاشی با میرایی چسبنده و حرارتی – Vibrating Micromirror with Viscous and Thermal Damping
ریزآینهها در دستگاههای MEMS خاصی برای کنترل عناصر نوری استفاده میشوند. این مدل از یک ریزآینۀ ارتعاشی احاطه شده توسط هوا از رابط کاربری Thermoacoustic-Shell Interaction برای مدلسازی برهمکنش مایع جامد استفاده کرده و در نتیجه شامل میرایی چسبنده و حرارتی صحیح آینه از هوای اطراف است. فرکانس تشدید آینه هنگامی که تحت یک بار گشتاور است در حوزۀ فرکانس با استفاده از هر دو فرکانس-پاسخ و تجزیه و تحلیل ویژهفرکانسی مورد مطالعه قرار میگیرد. یک مدل RLC ساده در سیستم نصب شده است.
موجبر لایهای یکنواخت – Uniform Layer Waveguide
هر زمان که ابعاد در موجبرها در مقایسه با لایههای مرزی چسبناک و حرارتی کوچک شوند، لازم است مدلهای صوتی را با استفاده از ترمواستاتیک مدل کنید. در مدل حاضر میدان موج گرما در یک موجبر یکنواخت کم عمق مدل شده و با یک حل تحلیلی مقایسه شده است.
آموزش ردیابی اشعه زیر آب در زیر هندسه متقارن محوری دوبعدی – Underwater Ray Tracing Tutorial in a 2D Axisymmetric Geometry
Underwater Ray Tracing Tutorial in a 2D Axisymmetric Geometry
هنگام محاسبه شدت اشعه در مدلهای بدون تقارن دوبعدی، جبهۀ موج با پرتو انتشار به جای موج استوانهای به عنوان یک موج کروی یا بیضوی استفاده میشود. این مثال آموزشی نحوۀ تنظیم چندین ویژگی مهم با استفاده از رابط Ray Acoustics را نشان میدهد. این شدت و محاسبۀ فاز در رسانۀ درجهبندیشده (سرعت مشخصات صدا) از جمله کاهش وابستگی به فرکانس در آب دریا (استفاده از یک مدل نیمهتجربی از مقالات) را نشان میدهد. دو مدل بازتاب مرزی مختلف برای سطح دریا و کف دریا استفاده میشود.
تمام خصوصیات مواد و مدلهای بازتابی میتوانند توابع تحلیلی یا دادههای مدل وارداتی باشند. آنها میتوانند به فراوانی و زاویۀ فرود بستگی داشته باشند.
جریانسنج فراصوت با پیکرهبندی زمان پرواز کلی – Ultrasound Flowmeter with Generic Time-of-Flight Configuration
دانستن سرعت یک سیال در حال حرکت در کلیه مواردی که از این سیال برای انتقال مواد یا انرژی استفاده میشود بسیار مهم است. در روش زمان پرواز یا زمان گذر برای تعیین سرعت جریان، یک سیگنال فراصوتی در سراسر جریان اصلی در یک لوله منتقل شده تا به طور غیر تهاجمی سرعت آن را تعیین کند. با انتقال سیگنال در یک زاویه نسبت به جریان اصلی، سیگنال فراصوت در صورت حرکت در جهت جریان اصلی، سریعتر از سرعت صدا حرکت کرده و در صورت حرکت در مقابل آن کندتر از سرعت صدا میشود. تفاوت زمان سفر در دو جهت به صورت خطی با سرعت جریان اصلی افزایش مییابد. جریانسنجی از این نوع، خصوصاً در تنظیمات صنعتی، کاربردهای بسیاری را پیدا میکند.
جریانسنج فراصوتی با مبدلهای پیزوالکتریک: جفتشدگی بین FEM و Ultrasonic Flowmeter with Piezoelectric Transducers: Coupling between FEM and DG – DG
جریانسنجهای فراصوتی با ارسال یک سیگنال فراصوتی در جریان با زاویۀ مورب، سرعت یک سیال جاری در لوله را تعیین میکنند. در صورت وجود جریان، زمان انتقال بین فرستنده و گیرنده برای سیگنالهایی که در جهتهای بالادست و پاییندست ارسال میشوند، یکسان است. در غیر این صورت، موجی که در پاییندست حرکت میکند، سریعتر از آن که در بالادست حرکت میکند، میتواند مورد استفاده قرار گیرد تا جریان را مشخص کند. در بسیاری از موارد، مبدلهای پیزوالکتریک برای ارسال و دریافت موج فراصوت استفاده میشوند.
این مدل آموزشی نحوۀ شبیهسازی یک جریانسنج فراصوتی با مبدلهای پیزوالکتریک را در مورد ساده شدۀ بدون جریان نشان میدهد. روش المان محدود (FEM) برای مدلسازی مبدلهای پیزوالکتریک استفاده میشود؛ در حالی که مدلسازی انتشار موج فراصوت بر اساس روش گالرکین ناپیوسته (DG) است. کل مدل به دو زیرمدل تقسیم میشود. برای ارسال موج از فرستنده، از یک جفتکنندۀ تکمسیرۀ FEM به DG استفاده میشود؛ در حالی که از یک جفتکنندۀ تکمسیرۀ DG به FEM برای شبیهسازی گیرنده استفاده میشود.
انفجار گاؤسی گذرا – Transient Gaussian Explosion
یک بیضی با دیوارههای سخت صدا ویژگی جالب توجهی دارد که یک سیگنال صوتی ناشی از یک کانون، b/c ثانیه دیرتر در کانون دیگر بازتاب میشود؛ که b (در واحد متر) طول قطر بزرگ و c (در واحد متر بر ثانیه) سرعت صدا است.
مقاومت ظاهری انتقالی یک صفحه سوراخ – Transfer Impedance of a Perforate
صفحات سوراخ، صفحاتی با توزیع سوراخها یا حفرههای کوچک هستند. آنها در سیستمهای صداخفهکن، پنلهای جذب صدا و در بسیاری از مناطق دیگر به عنوان آستر مورد استفاده قرار میگیرند؛ جایی که کنترل دقیق میرایی در آن مهم است. هرچه سوراخها کوچکتر و کوچکتر شوند، تلفات چسبناکی و حرارتی از اهمیت بیشتری برخوردار میشوند. رفتار میرایی، که به فرکانس نیز وابسته است، میتواند با انتخاب اندازۀ سوراخ و توزیع در یک صفحه کنترل شود.
بهینهسازی توپولوژی و تأیید یک حالت آکوستیک در یک اتاق دوبعدی – Topology Optimization and Verification of an Acoustic Mode in a 2D Room
در این آموزش استفاده از بهینهسازی توپولوژی در آکوستیک معرفی میشود. هدف از بهینهسازی یافتن توزیع بهینۀ مواد (جامد یا هوا) در یک دامنۀ طراحی معین -در اینجا آببندی یک اتاق دوبعدی- است که میانگین فشار صدا را در یک منطقۀ هدف به حداقل میرساند. بهینهسازی برای یک فرکانس واحد انجام میشود. طراحی بهینۀ توپولوژی بیشتر به یک هندسه تبدیل شده و نتایج بهینهسازی با استفاده از مرزهای سخت صدای واقعی تأیید میشود.
آرایه مبدل Tonpilz برای سیستمهای ردیاب صوتی – Tonpilz Transducer Array for Sonar Systems
این مدل یک آرایه خطی از نه مبدل پیزوالکتریک پیوندی Tonpilz را در یک شبکۀ ۳ در ۳ تنظیم میکند. یک ولتاژ اعمال میشود که شامل تغییر فاز در هر سه ردیف است. مبدلها در جعبهای زیر سطح دریا قرار دارند.
میکروفن چگالنده The Brüel & Kjær 4134 Condenser Microphone – Brüel & Kjær 4134
این یک مدل از میکروفن چگالنده Brüel & Kjær 4134 است. هندسه و پارامترهای ماده از میکروفون واقعی هستند. سطح حساسیت مدلشده با اندازهگیریهای انجام شده بر روی میکروفون واقعی مقایسه شده و توافق خوبی را نشان میدهد. تغییر شکل غشایی، فشار، سرعت و میدان الکتریکی نیز مشخص میشود.
نیمکت تست داخلی اتومبیل – Test Bench Car Interior
صدا توسط یک منبع نقطهای واقع در دیوار این قسمت داخلی نیمکت تست تولید میشود. پاسخ سطح فشار صدا در یک نقطۀ اندازهگیری برای طیف وسیعی از فرکانسها و چهار وضوح مختلف مش مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل ابتدا با حلکنندههای مستقیم پیش فرض حل میشود. سرانجام، چگونگی راهاندازی یک حلکنندۀ تکراری که برای مسائل بزرگ کارآمد بوده، نشان داده شده است و بهترین مورد مش دوباره حل میشود.
پراکندگی زیردریایی: شبیهسازی زمان-دامنه و FFT
این مدل پراکندگی یک پالس گاوسی تعدیلشدۀ انتشار تخت از بدنۀ یک زیردریایی را تجزیه و تحلیل میکند. میدان پراکنده و پاسخ مکانی نیز مشخص میشود. این مدل از رابط Interact Acoustics، Time Explicit استفاده کرده تا از این مدل آکوستیک بزرگ در حوزۀ زمان استفاده کند. سپس، یک مطالعه از زمان تا فرکانس FFT برای تبدیل نتایج به دامنۀ فرکانس استفاده شده و میدان پراکنده با ویژگی محاسبۀ میدان بیرونی تجزیه و تحلیل میشود.
اجزای زیرقطعه در آکوستیک با استفاده از شرط مرزی امپدانس – Sub-Component Lumping in Acoustics Using the Impedance Boundary Condition
این برنامه یک روش مدلسازی برای به دست آوردن مدلهای ساده شده از نظر جسمی در ماژول آکوستیک را نشان میدهد. این رویکرد شامل تبدیل زیراجزای پیچیده به یک شرط مرزی امپدانس و در غیر این صورت استفاده از آکوستیک ساده در طول مدل کامسول است. به عنوان یک نتیجه، سرعت محاسباتی قابل توجهی میتواند حاصل شود.
پراکندهسازهای کروی: معیار Spherical Scatterer: BEM Benchmark – BEM
در این مدل معیار کلاسیک، یک پراکندهسازکروی در یک میدان پسزمینۀ موج تخت قرار میگیرد. هنگامی که کره به عنوان یک صدای سخت الگوبرداری شده است، مسأله یک راه حل تحلیلی دارد. مدل با استفاده از رابط Pressure Acoustics، Boundary Elements با حل تحلیلی برای چندین فرکانس، نتایج را مقایسه میکند. نتایج حاکی از توافق بسیار خوبی است. نتایج مدل هیچ حالت نامنظمی را نشان نمیدهد.
مبدل پیزواکوستیک – Piezoacoustic Transducer
این آموزش یک دستورالعمل گام به گام برای تنظیم یک مسألۀ متقابل ساختاری و صوتی سهبعدی کاملاً همراه را ارائه میدهد. تعامل بین یک ساختار پیزوالکتریک کروی ارتعاشی با محیط سیال اطراف در نظر گرفته شده است. مواد پیزوالکتریک PZT-5H از کتابخانۀ مواد استفاده میشود.
دیواره ارتباطی صوتی – Sonic Well Logging
این مدل چگونگی شبیهسازی یک مبدل پیزوالکتریک را هم به عنوان فرستنده صدا و هم گیرنده در یک تنظیم دیوارۀ ارتباطی نشان میدهد. سایر کاربردهای این راهاندازی، به عنوان مثال، در زمینۀ آزمایش غیرمخرب است. یک مبدل فرستنده به یک مدار الکتریکی وصل شده است که برای ارسال پالس به عنوان سیگنال ردیابی تنظیم شده و همچنین سیگنالهایی را که به مبدل برگشتهاند،