适用于: 188金宝搏优惠comsol多物理学® 版本: 所有版本

问题描述

我正在解决瞬态模型,并希望解决方案随着时间的流逝而振荡,以响应负载的步骤变化。我应该如何设置这样的模型?我应该进行什么求解器更改?

解决方案

某些模型将产生波动型的溶液,或者在时间变化的载荷响应时及时振荡。常见的例子包括瞬态压力声音配方和瞬态电磁波公式。管理方程是双曲线偏微分方程,这些解决方案分别代表声波和电磁波。时间域中的结构力学界面也可以产生振荡溶液。例如,考虑张紧吉他电线的问题:当电线突然拔出时,它将以其基本频率以及许多更高的泛音振动。

不管要解决的物理问题如何,所有此类模型都需要对载荷的应用方式进行一些护理,这是因为COMSOL时间相关的求解器选择计算解决方案的时间步长的方式。188金宝搏优惠默认情况下,该软件会自动调整时间步长以捕获(指定公差内)系统的响应。如果施加的负载在时间上立即变化,这可能会导致很小的时间步长。

例如,考虑一个随时间变化的负载(如下所示)以及其傅立叶变换。负载即时变化,这导致了许多高频内容。尽管这些高频组件的幅度确实下降了,但它们仍然很重要。如果我们以这样的负载激发结构,该软件将尝试解决所有这些高频内容,并且它将开始使用很小的时间段(与该期间的一小部分)来计算系统响应。

阶跃负载及其傅立叶变换

时间及时加载及其傅立叶变换

但是,从建模的角度来看,我们实际上可能并不对所有这些高频含量(较高的泛音,小振动等...在解决方案中)感兴趣,该分辨率是平滑输入信号,例如避免任何突然的变化。这是有动力的,因为大多数负载无法及时真正立即改变。从建模的角度来看,这也是合理的:高频含量包含系统总能量的相对较小的部分,并且很可能几乎没有实践意义。下图中的红色显示了这样平滑的输入信号及其傅立叶变换的示例。请注意,与原始信号相比,信号的低频率含量几乎没有变化,但是平滑的信号的较高频率含量可以忽略不计的较高频率含量。

平滑负载及其傅立叶变换

及时平滑的步骤负载(红色曲线)及其傅立叶变换

内置矩形,三角形,步骤,坡道波形类型锯齿,广场三角形所有这些都包括平滑信号的选项,如下图所示。这分段功能还允许间隔之间平滑。如果要设置其他类型的用户定义的负载,请确保还向其添加某种平滑效果。有关更多信息,请参见188金宝搏优惠comsol多物理参考手册>全局和本地定义>函数>指定不连续功能>其他平滑功能

函数的平滑

内置功能的平滑

一旦您适当地平滑了所有加载功能,您还将知道激发的最大频率内容。这将使您选择合适的网格,然后您可以手动调整时间步,如:知识库1118:解决时间依赖的波

也可以看看:

知识库1240:手动设置变量的缩放

知识基础1245:时间脉冲负载的求解模型

知识库1172:解决时间依赖的CFD模拟