前言

最近老師突然說讓學(xué)學(xué)comsol，做一下超聲檢測的聲場仿真，然后就接觸了comsol，被它的強大功能所震撼，不過學(xué)習(xí)的過程是艱辛的。由于comsol涉及領(lǐng)域眾多，難以一本教程涵蓋所有，可用的學(xué)習(xí)資源只有軟件自帶的案例庫以及找大神學(xué)習(xí)。

為了避免眾多同行重蹈本人學(xué)習(xí)過程中的覆轍，特對聲學(xué)模塊做一些筆記方便大家一起學(xué)習(xí)探討。由于接觸時間較短，學(xué)識有限，紕漏之處在所難免，本著交流的態(tài)度，大家共同學(xué)習(xí)

整體介紹

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Comsol支持6個維度的物理場仿真，如下：

圖1 空間維度

選擇的原理是，能用低維就不用高維，主要是提高效率！

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在聲場仿真中，支持多物理場仿真，可選擇的物理場較多，如下：

圖2 聲場

本人主要使用的是壓力聲學(xué)，聲結(jié)構(gòu)耦合兩塊，根據(jù)需要選擇時域和頻域分析。

在時域、頻域分析時，針對各自存在不同的求解器，在增加”研究“(study)中可看到，在此不過多贅述。

界面介紹

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本界面是以聲場仿真中的壓電場時域仿真為例，其它仿真類似。

圖3 主界面

區(qū)域1：菜單欄。菜單欄中的”模型“窗口是后面”定義“”幾何“等的縮略版，各區(qū)域在后面詳細介紹

區(qū)域2：模型樹。具體如圖2。

圖4 模型樹區(qū)域

區(qū)域3：參數(shù)設(shè)置區(qū)。是模型樹各部分設(shè)置的彈出窗口，用以對其進行詳細設(shè)置

區(qū)域4：模型顯示區(qū)。參數(shù)設(shè)置過程中的重要交互區(qū)，選擇的點線面均會高亮顯示；結(jié)果顯示區(qū)，顯示需要查看的仿真結(jié)果

區(qū)域5：通知欄。信息：模型的信息；進度：仿真計算時的進度；日志：仿真時的相關(guān)日志，如錯誤；表格：與結(jié)果中的表格對應(yīng)。

”定義“的使用

有兩個部分涉及到定義，一個是菜單欄”模型”中的定義縮略版；一個是菜單欄“定義”。

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“模型“中的定義

1．可設(shè)置參數(shù)：點擊后出現(xiàn)在模型樹的”全局“的定義中

2．變量：可定義全局變量和局部變量，前者出現(xiàn)在模型樹的”全局“的”定義“中，后者出現(xiàn)在模型樹的”組件“中的”定義”中。

3．函數(shù)：函數(shù)也分為全局函數(shù)和局部函數(shù)，與”變量“設(shè)置類似。

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菜單欄中的“定義”

可設(shè)置的項更加豐富，如圖5

圖5 “定義“欄的豐富功能

1．變量和函數(shù)的設(shè)置在這里都是局部的，定義在模型樹的”組件“中。

2．選擇、探針、質(zhì)量屬性、耦合暫時未使用，不清楚用法

3．坐標系：其中的完美匹配層、無限元域是用來模擬無限大區(qū)域，可用來吸收界面上的聲波，抑制其反射。

”幾何“的使用

“幾何”也有兩種打開方式，分別是菜單欄中的“幾何”和模型樹中的“組件”中的“幾何”，后者是通過右鍵打開。二者類似，下面只介紹前者，如圖6。無論前者還是后者，繪制的幾何圖形都會添加到模型樹中的”組件“中的”幾何“中。

圖6 “幾何“欄的的豐富功能

1．

導(dǎo)入/出：該部分可以CAD. SOLIDWORKS對接，實現(xiàn)模型的導(dǎo)入

2．

繪制：通過軟件自帶的功能繪制模型

3．

操作：布爾和分割是使用最多的操作，實現(xiàn)并集、交集、差集

4．

其他：測量可以計算幾何模型中區(qū)域、邊、點的數(shù)量，顯示在右下角的通知欄的”信息“區(qū)。

“材料”的使用

為模型添加材料，添加材料后需要選擇相應(yīng)的區(qū)域為其添加材料屬性。

點擊“添加材料”可調(diào)出材料庫如圖7

圖7 豐富的材料庫

“物理場“的使用

如圖8所示。

圖8 物理場設(shè)置

1．物理場：第一個是當(dāng)前所使用的物理場，第二個選項可增加物理場，與新建一個工程時選擇物理場過程類似。

2．域：區(qū)域?qū)?yīng)的具體的物理場的設(shè)置，比如可為某一區(qū)域指定重量、速度等；在不同的物理場中，可添加的選項不同，如圖9、圖10、圖11

圖9 壓力聲學(xué)場，域的可選物理場

圖10 固體力學(xué)場中，域的可選物理場

圖11 靜電場中，域的可選物理場

3．邊界、對、點等的物理場設(shè)定：與”域”類似，對于不同的物理場，有具體的物理場設(shè)置。

“網(wǎng)格“的使用

網(wǎng)格的設(shè)置也有兩種，分別是右擊模型樹下的”組件“中的”網(wǎng)絡(luò)”和菜單欄中的“網(wǎng)格”。

1．右鍵：如圖12所示。常使用”自由剖分三角形網(wǎng)格“。

2．“網(wǎng)格”欄：如圖13所示

圖12 “網(wǎng)格“右鍵欄

圖13 菜單欄”網(wǎng)格“

未完待續(xù)，接下來主要介紹聲學(xué)中物理場中域、邊界、點的設(shè)置，涉及壓力聲學(xué)、固體力學(xué)、靜電場等

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的comsol 超声声场模拟_Comsol Multiphysics 声场仿真模块整体介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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