comsol 超声声场模拟_Comsol Multiphysics 声场仿真模块整体介绍
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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