扫描对于表征系统和更多了解不同输入值如何影响结果非常有用。您可以在ComsolMultiphysics®软件中执行几种不同类型的扫描，包括功能，材料和参数扫描。188金宝搏优惠但是，精确和创新的仿真结果也要求进行数学优化。在此博客文章中，了解如何将扫描研究与内置优化功能相结合。
实现调音叉的理想频率
调整叉是许多不同的材料，但大多数材料都被校准为440 Hz的标准音调，以备值。一篇文章乔姆讨论了调谐叉的频率如何用不同的材料和固定几何形状变化（参考。1）。这让我想到：如果我们更改调谐叉的几何形状和材料以达到所需的频率怎么办？
调谐叉。
对多种材料进行优化研究
该应用程序库包含几种带有调谐叉几何形状的型号调谐叉仿真应用。您可以在comsol®软件GUI中访问应用程序库188金宝搏优惠文件菜单并搜索关键字“调整叉”。对于此博客文章，我们将从简单开始调谐叉模型（和随附的示例应用程序）。
该模型具有参数几何形状，钢的材料特性，固体力学界面和两项研究。两项研究都进行了本本特征分析，以搜索440 Hz左右的特征频率。第一项研究使用调音叉的臂长的参数扫描，将其设置为参数l，找到440 Hz的最佳设计。相反，第二项研究应用了使用数学优化算法l作为控制变量和与目标频率的偏差，作为快速，精确和有效优化的优化目标。
调整叉模型通过两种不同的策略显示原始设置，以搜索440 Hz的音调。
让我们回到最初的问题：调谐叉的臂长如何取决于440 Hz的材料？
首先，我们使用材料开关扩展模型。此选项使我们可以为模型设置和测试各种材料。此外，需要此开关来与材料扫描一起工作学习节点，如稍后所述的博客文章。我们可以添加内置材料库中的可用材料，包括：
- 铝
- 钛β-21
- 铜
- 钢AISI 4340
开关分配给调谐叉的实体域。
设置材料开关以进行多材料分析。
现在，我们将原始模型转换为多材料模型，我们可以调整研究。由于与材料扫描的结合，研究现在可以解决所有选定材料的物理模型，并且可以一起分析所有结果。例如，我们可以查看特征频率，并确认特征频率随着不同的材料和手臂长度的变化。
在研究中可以轻松地组合各种扫描，例如研究1与物料扫描的扩展。相反，当我们尝试在研究2的优化研究中添加材料扫描时，我们会收到一个错误消息。好消息是，还有另一种方法可以通过使用研究参考，如下所述。
不支持在研究中直接设置材料扫描，因为只能使用一个灵敏度，，，，优化，，，，参数估计， 或者参数/材料/功能扫描在每个研究中学习步骤。这些研究节点倾向于控制相同的求解器设置，因此彼此不兼容。要执行参数或嵌套优化，我们可以称为包含一个的研究优化来自另一个研究的节点通过研究参考节点。
因此，我们添加了一个空的研究，并用材料扫荡节点和指向优化研究的研究参考。在里面优化节点，我们可以定义优化所需的设置。只要所有条目在全球范围内都可以使用。为此，我们将研究2放在包含优化的研究2中。
使用额外的研究来创建嵌套研究。
优化comsol多物理学中各种材料的调谐叉188金宝搏优惠
通过所有讨论的调整，我们现在可以通过计算研究3.进行多材料优化研究。本研究控制材料分配，并通过自动启动研究2来为每个研究运行每个人的优化程序。因此，我们可以提取和后处理不同材料的单个设计更改。例如，可以通过对参数数据集的全局评估来完成。评估调谐叉臂长度，将其设置为控制变量l，为我们提供所需的设计更改，以调整每个调整叉设计至440 Hz。
顶部：全球评估的设置。底部：通过开关索引标识的不同材料的结果表。
使用应用程序测试调谐叉设计参数
您可以通过调谐叉模型构建应用程序，该应用程序包括定制的用户界面以及受限的输入和输出。以应用程序库中的调整叉应用为例。该应用程序可用于快速计算以插脚长度为输入的调谐叉的频率，或以频率作为输入的最佳插脚长度。
示例调整叉应用程序的用户界面。
上面的示例可以用作通过应用程序构建器工具在您自己构建应用程序的灵感188金宝搏优惠comsol多物理学。
关于多材料优化的总结想法
在这篇博客文章中，我们结合了一项优化研究的材料扫描，以找到由不同材料制成的最佳几何形状。请注意，这里讨论的方法是通用的。您可能需要结合其他具有相同层次结构的研究步骤。
使用这种方法，您可以将所有的灵敏度，，，，优化，，，，参数估计， 或者参数/材料/功能扫描嵌套研究的特征，从而改善您的模拟，结果和产品。
下一步
自己尝试：通过单击下面的按钮访问调整叉模型和应用程序，这将带您到应用程序库。
在comsol博客上阅读更多信息188金宝搏优惠
参考
- T.D. Burleigh和P.A.Fuierer，“调整叉“，乔姆，第26-27页，2005年11月。
评论（2）
伊瓦尔·凯尔伯格（Ivar Kjelberg）
2018年4月4日嗨，弗里德里希
感谢您的说明性博客。
我相信我们可以通过调谐叉进行更多的研究，因为今天comsol多物理学（R）博客和应用程序模型向我们展示了如何优化调谐叉，但并没188金宝搏优惠有真正告诉我们为什么调谐叉只能在纯440 Hz上振荡线，而不是其他一些本征模。
您也可以通过稍微推动模型来很好地说明：
以下是一个不错的博客的提示，您可以说明您现在可以使用FEM工具提取的有趣功能，这要归功于实施详细的模态质量和惯性参与因素，以及Comsol Multiphysics（R）的好方法188金宝搏优惠访问真正的复杂特征值。
在提议的应用模型上：
- 添加一项新的特征频率研究，
- 添加参数扫描并将L值设置为优化的第一项研究之一，
- 然后索取前12个模式（不仅是默认模式，或示例中的唯一一种模式）。
然后说明一个人持有调谐叉的方式：
- 添加到弹簧/阻尼器链接中，
- 选择末端球边界{11-16、18、20}和
- 设置一个1e6 n/（m*m^3）的弹簧常数和
- 标量型的损失因子约为0.8。
您可能会使用这些值，因为它们大量驱动了调谐叉的第一个本本征值，并且表示您的手指实际上保持着一个真正的调谐叉，具有一些刚度和一些阻尼。
结果是一组复杂的模式，除了出现干净和“真实”的440 Hz模式。
可以通过倾倒所有6个质量和惯性模态参与因素来进一步推动这一点：
- 在求解之前，添加“定义 - 变量实用程序 - 参与因素”节点。
至少与440 Hz的一个：至少相比，至少在440 Hz时，至少具有“大”的绝对参与因子，因此具有较大假想频率部分的前6个模式低于440 Hz，因此受到了强烈的抑制作用，并且都具有“大”的绝对参与因子：
主要原因：
这种440 Hz模式是每个叉分支中的一种对称模式，将振动叉的齿轮在其中央位置留下，因此即使是“能量”最多的模式，并且是“ 0”的参与因子项目，即使它是“ 0”的参与因子项目振动最多。这很好地说明了仅考虑群众参与因素是多么棘手！一个人也需要添加相当多的“工程意义”。所有这些最初的模式使您的手指触摸振动，然后用手指抑制，而不是对称的440Hz模式！
根据阻尼因子和弹簧刚度，使用了440 Hz上方的较高的本征码，也可能具有复杂的本征频率，表明引人注目的阻尼。
因此，当一个人握在手中的调谐叉时，手和“手指调节叉”的是确保正确音调的过滤系统，并适应握把，您可能会设法将一个或某些覆盖较短或更长的时间。
因此，调整叉示例是一个很好的例子，可以解释和进一步说明：
- 阻尼，
- 复杂的特征频率，
- 参与因素，
以及“固定” BC的微小变化如何完全改变您的问题和解决方案。
再次感谢您的说明性博客
让我们继续玩乐188金宝搏优惠
真挚地，
伊瓦
Bjorn Sjodin
2018年4月4日嗨，伊瓦，
谢谢你的评论。确实，我们已经在开发一篇或多个博客文章方面就调整叉子进行了研究，我们将考虑您的评论。似乎调整叉是结构动态的博客材料的重要来源。
比约恩