弹性波

弹性,时域,时域接口简介

2020年5月28日

comsol多物理学®5.5版本版本了一节省物理场接口接口接口接口接口接口接口接口接口弹性波在在中的的传播((结构中中振动该。该弹性,时域,时域接口时域时间方案高阶断伽辽金法,可以断伽辽金法辽金法声学大型大型模型的。。该接口物理场耦合,并且并且。。今天

弹性,时域,时域接口

弹性,时域,时域接口专用包含波长的大型上上的波传播传播问题。它适用于适用于具有具有任意任意任意任意随随随时间变化源和变化源和变化源和变化源和变化源和变化源和变化源和场场场场时域时域时域时域仿真仿真仿真仿真仿真仿真仿真仿真仿真。。。。。。。。该该该该该接口接口接口接口接口接口接口基于基于基于基于基于间断伽间断伽间断伽间断伽间断伽时域显示求。

通常,,弹性,时域,时域接口适合与波长相大波波传播传播传播传播传播传播传播传播传播传播传播传播传播传播传播(检测检测检测检测检测检测或

(()和和和和和和和和和和和和和和和和和设置设置有效无反射反射反射边界边界吸收层吸收层((海绵层海绵层海绵层海绵层示示示示示示示示示示示示示示示示示示示示示)固体力学接口中一致。接口支持各向,正交同性,正交正交同性各向异性

comsol Multiphysics UI中弹性,时间,带有,带有标记标记标记
弹性波用户界面,时域接口,以及,“”地震后地面:一一小的案例模型模型

如下图,点击,点击声学>弹性波栏,添加,”弹性,时域,时域”物理场接口注意注意,这是是

fem(fem)接口接口已接口接口接口接口多孔弹性波接口主要声学结构的耦合波多孔材料传播。此外此外此外,还此外此外此外固体力学“”接口快捷,因为它可弹性波,这用于波波波波

声学>弹性波波栏的的的弹性弹性,时域,时域”接口
“添加向导”>弹性波波波栏中的的弹性波,时域,时域显式

控制方程

该模型-应变-应变公式一般线性弹性材料的方程方程方程

\ begin {align}
&\ \ rho \ frac {\ partial \ mathbf {v}}} {\ partial t} - \ nabla \ cdot \ cdot \ cdot \ mathbf {s} = \ mathbf {f} _ \ textrm {v}
&\ frac {\ partial \ mathbf {e}} {\ partial t} - \ frac {1} {2} {2} [\ nabla \ nabla \ mathbf {v} - (\ nabla \ nabla \ nabla \ mathbf {v})] = \ mathbf {0} \\
&\ Mathbf {s} = \ Mathbf {C}:\ Mathbf {e}
\ end {align}

式,,\ mathbf {v}是,,\ rho是,,\ Mathbf {S}是应力,,\ Mathbf {e}是应变,,\ mathbf {c}((((),\ Mathbf {f} _ \ textrm {v}是可能的。

(雷利阻尼)(雷利damping)的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的质量和刚度项。

多物理场能力

新接口实现物理场耦合,可以可以与与压力,时域,时域透明接口耦合,以便时域的声振-结构-结构结构作用作用((((问题问题。。。。。

新的-结构,时域,时域显式多物理场此耦合的功能。为了显式显式显式公式公式公式公式公式公式公式公式显式公式显式时域时域时域时域时域时域具有具有不同不同不同不同不同不同不同不同不同属性属性属性属性属性属性属性的的的的的的的的的的的的的的的的时时时时时时时时时时时((((((),-结构,时域,时域显式透明((((())。配件((。。不相容网格是对不连续单元单元属性问题的常用

“浸入式超声波”,其中模型模型,其中显示并并选择选择选择选择-结构-结构,时域,时域耦合”。
浸入式测试装置模型使用使用-结构-结构对,“时域”多物理耦合功能功能((边界边界边界边界边界边界耦合耦合耦合固体

在水水中钢测试样件的波波传播动画。

网格和求解

必须网格剖分,必须时时空间上解析。。当然当然当然当然当然当然当然当然当然当然当然当然。。波波波物理问题。

(((())的(((((((区别区别是是是是;在或与另一种种的传播表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面传播瑞利波瑞利波瑞利波瑞利波。。。。下图为一一个多多种种波的的示例波。

地震后模型,显示了四不同波。。。
地震后:一一小山散射散射散射案例模型四种的波传播。

不同的不同速度传播并具有波长。传播最慢波c_ \ textrm {min}的具有最的波长\ lambda_ \ textrm {min}。这定义网格的长度比例。弹性波接口((((())的的的的默认是四次(((最大单元大小定义为

h_ \ textrm {max} = \ frac {\ lambda_ \ textrm {min}}} {1.5} = \ frac {c_ \ textrm {min}} {1.5 \ cdot f_ \ cdot f_ \ textrm {max}}}

式,,f_ \ textrm {max}是传播中求解最大频率。。

请注意,使用时,每每波长需要需要需要仅仅个单元即可解析波。。最好通过网格网格研究研究来来确认确认确认该单元个数解析几何曲面通常,使用辽金时域显式法显式法,通过,通过曲率因子设置0.3〜0.4可以可以地解决。在内部内部

上述使用显示时间步进方案。这求解器在进行时时要采用采用的的的内部内部时间步长步长设置设置了严格严格的限制。。步长由步长由所谓所谓单元波时间是网格大小传播最快的波c_ \ textrm {max}之间比率意味着中的一个网格单元将求求解器解器可以可以采用采用采用采用的的的全局全局时间时间步长。。中中中中中中压力,即,即c_ \ textrm {max} = c_ \ textrm {p},((了物理选项可以可以值。)

可以通过绘制变量ELTE.WTC((())来来来视化单元时间。该值直接直接表示表示内部内部求求求解器解器解器解器的时间时间步长步长步长步长步长弹性,时域,时域接口求解划分网格时

  1. 1.5个个解析小波长波长波长\ lambda_ \ textrm {min} = c_ \ textrm {min}/f_ \ textrm {max}
  2. 解析几何细节曲面
  3. 如果可能,避免创建网格。网格波速波速波速c_ \ textrm {max}之间的较小时主导时间步长。

((()的时(时时时域的的属性固体时。我们避免避免由组材料属性的较小小小网格单元网格单元从从从从一一个个域域传播传播到到另另另一域。。。在联合体联合体联合体格时,会会这情况。

为了解决问题,使用使用几何体相容网格是关键。对于多多多-结构边界,时域显式”多物理场。耦合具有材料属性固体域时时,请使用时时”菜单下的“”连续性”条件条件

联合体是个几个几何对象的一个​​个。换换句句话话话说说说说说说说说说它它它它它包含包含内部内部内部内部边界边界边界边界以以以区分区分区分不同域不同域或或材料材料材料。。。在物理场断开因此,必须。上述的一致和对边界

例如,下图下图的的浸入式声装置(((())和设置设置设置设置设置()绘制绘制设置绘制绘制绘制了单元波时间时间尺度虽然虽然虽然相同相同相同相同相同相同(2.93e-9)(1.61e-9)(1.61e-9)的的的的的的两两。。这这意味着装装配体将将使用更少少的

具有首选设置浸入式超声波测试设置的细胞波时间标度图
浸入超声测试设置模型具有为联合设置选项绘制的细胞波时间量表。

最后,,使用间断伽方法模拟线性超声波博客文章的划分的一般准则适用于。在在,需要“单元质量”,它将避免小二维中二维中二维中二维中,可以可以在成一一个个

:对于对于方法,约束约束步长确保方法稳定性(满足满足该条件条件条件始终。处,适当调整解器将时间和空间具有充足的。。。。

后期处理

对使用显式模拟结果后处理时时时时时时:
(((),,因此次(四(((((((((的的使用单元单元细化细化设置设置设置设置设置设置为为为为为为为为为为为为。在在在在手动手动设置其他其他图图时也也应不理想。

求解时时,存储的数据可能非常存储量存储量存储量存储量存储量存储量存储量存储量存储量存储量存储量存储量存储量存储量可以在求设置的因变量值部分的的输出物理场物理场物理场中中设置设置。研究设置中时间代表的点在内部,求解器求解器采取适当时间步长。这些技巧我们在在以前的博客文章中也讨论。

案例模型

了解新使用使用,请查看下列::

角钢梁无损案例模型动画模拟结果。

扩展阅读


评论(5)

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海嵩张
海嵩张
2020-06-17

嗨,疯了。官方网站提供的天使钢梁外壳的定义中选择的“身份边界对1”在实际创建案例时找不到相应的选项。我可以问如何解决这个问题?

疯狂的鲱鱼詹森
疯狂的鲱鱼詹森
2020-06-17 comsol员工

嗨,当创建几何形状时,您应该在最后而不是“形成一个联合”,而是“形式和汇编”,可能还可以选择选项创建烙印,这将生成身份对,允许您与配对一起连接组件边界条件。最好的问候,疯狂

阳陈
阳陈
2020-07-17

嗨,疯了。我是对线性超声阶段阵列探针进行参数优化的comsol用户。弹性波,时间显式(ELTE)界面是否可以与结构力学中的压电接口结合?最好的问候,杨陈。

疯狂的鲱鱼詹森
疯狂的鲱鱼詹森
2020-07-20 comsol员工

亲爱的杨陈,目前没有功能可以进行双向耦合的FEM-DG(压电与弹性波)模型。如果在建模方法中有意义,那么您可以进行从FEM到DG的单向耦合。在本教程中(与流体耦合时)显示了这一点://www.dvdachetez.com/model/47741最好的问候,疯狂

瑞国闫
瑞国闫
2022-03-17

嗨,疯了。当我模拟天使钢梁的无损测试时,我设置了“身份边界对1”,我只能选择一行,第二行总是不存在。我如何完成一致的边界对的选择?最诚挚的问候,鲁伊。

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