COMSOL Multiphysics 简要介绍

• 特定的应用模型和扩展
• 支持Matlab®和Simulink®的双向调用 通过模型树建模 信息、求解过程和数字结果
info@
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
COMSOL Multiphysics 简要介绍
PassCode: 9FFF10F-TYUS-110101-5073427-515568972
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
info@
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
结构力学模块
• 应用于力学分析
• 交互式建模和模拟环境
– 大量的预置物理应用模式 – 自定义PDE应用模式
主菜单
主工具条
设定
绘图窗口
• 无穷的耦合能力
– 无限的物理量耦合 – 不同维度/尺度耦合 – 与实验结果耦合
• 完备地前处理器功能
– 简单实用的几何建模 – 导入主流CAD文件格式 – 强大的网格剖分功能
• 多种功能强大的求解器 • 强大的后处理能力
– 静态、动态和振动、非线性、多物理场耦合 – 结构力学专用单元、专用分析模式 – 各种材料：压电、非线性、各向异性、自定义本构。。。 – 接触和摩擦分析
阀盖应力分析
球形轴承及密封圈应力分布
info@
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
COMSOL Multiphysics 全球第一款真正的多物理场耦合分析软件
一个功能强大的平台
有限元仿真平台 类似于公式解释器形式的图形化操作界面 填空式的操作方法 任意耦合的多物理场分析平台 多物理场耦合 多维度/尺度耦合 与实验结果进行耦合 易用性 可自由切换的多种语言操作界面 简单鼠标操作和填空，自动耦合物理场 开放性 对用户透明，支持用户建立自己的模型 灵活性 与MATLAB无缝连接，强大的二次开发功能
系数形式
x , y , z
扩散源吸收Fra bibliotek 2u u ea 2 d a (cu u ) u au f t t
质量 阻尼质量 对流 对流 源
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
• 等离子体是由部分电子被剥夺后的原子 及原子被电离后产生的正负电子组成的 离子化气体状物质，广泛存在於宇宙中， 常被视为是除去固、液、气外，物质存 在的第四态。等离子体的应用涉及多种 物理场的复杂耦合作用，例如流动、扩 散和迁移、电磁场、传热等。
• •
•
•
稀薄气体形成等离子体
应用领域 等离子体物理 – 等离子体特征研究 – 等离子体粒子模拟 – 等离子体对电磁波吸收效应 – „ 电动流体（EHD）力学 – 电流体泵 – 静电纺丝 – „ 磁流体（MHD）力学 – 强化传热 – 磁流体发电 – 流量计 – 电磁制动 – „
info@
经典PDE
• 对流输送方程
• Laplace方程 • 传热方程
u u b 0 t x
u 0
u (ku ) 0 t
• 波动方程
2u (u ) 0 2 t
• Helmholtz方程 (u) u
(cu) f
Ku F
• • • •
• 特点
K：刚度矩阵 u：解变量，或解向量 F：载荷向量 u的数量：自由度数目（DOF）
–各种复杂单元可以用来模型化几何形状复杂的求解域 –各节点上的解的近似函数可以用来求解整个求解域上任 意点的结果
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@
RF MODULE
声学
ACOUSTICS MODULE
电池与燃料电池
BATTERIES & FUEL CELLS MODULE
LIVELINK™ FOR AUTODESK® INVENTOR®
微机电
MEMS MODULE
传热
HEAT TRANSFER MODULE
地球科学
EARTH SCIENCE MODULE
这些棘手问题遇到过么？
• • • • • • • • 多物理场任意耦合 多维度之间进行耦合 专业软件中预置的应用模式不满足要求 求解域发生变形 参数随时间或解发生变化 特殊的后处理需求 二次开发 ……
info@
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
什么是PDE？
• 定义
– 一个包含两个或多个变量的未知函数及其偏微分的方程 – 偏微分方程组（PDEs）
• 分类
– 线性 vs. 非线性 – 方程 vs. 系统
线性PDE系统
线性PDE
非线性PDE系统
非线性PDE
求解难易程度
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@
info@
什么是仿真？
• 仿真技术
–一种运用相似性原理和类比关系研究事物的技术方法
• 仿真过程
–建立真实世界系统的模型
• 缩小的实体模型：小型反应器、缩微模型等 • 数学模型：描述变量在空间、时间上变化的偏微分方程/组
–在模型上进行实验和研究，实现优化设计和预测等
准静态电磁（AC/DC)模块
• 模拟电尺寸（装置尺寸/电 磁波长）小于波长的十分之 一的电磁场

0.1 x
电设备 X射线高压电机电磁场分布
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@
声学模块
• 全面处理流体和固体中的声波问题 • 支持时谐、瞬态、本征频率、以及模态等分析 • 特点
info@
COMSOL Multiphysics
模块介绍
喷气发动机涡轮叶片温度场和应力分布
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@
LIVELINK™ FOR PRO/ENGINEER ®
等离子体
PLASMA MODULE
计算流体力学
CFD MODULE
CAD IMPORT MODULE
优化
OPTIMIZATION MODULE
材料库
MATERIAL LIBRARY
LIVELINK™ FOR MATLAB®
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@
有限元方法
• 定义
–将连续的求解域离散成一组有限个，按一定方式相互联 结在一起的单元的组合体 –将PDE转换成离散的线性代数方程系统
• 仿真方法
–实验 –计算机模拟
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@
info@

突出的特点


中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
COMSOL Multiphysics的主要特性
•
– 微型系统特有的应用模式
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
info@
等离子体模块
微机电MEMS模块
• MEMS – Micro: 微小尺度 – Electro: 电、磁现象 – Mechanical:移动或变形 – Systems: 一个整体 COMSOL Multiphysics中的MEMS – 微尺度器件和影响它行为的各种物 理现象 – 多物理场耦合
• 结构力学、压电效应、静电场 • 微流动、电流体、化学反应
COMSOL 产品
COMSOL MULTIPHYSICS®
低频电磁场
AC/DC MODULE
结构力学
STRUCTURAL MECHANICS MODULE
化学反应工程
CHEMICAL REACTION ENGINEERING MODULE
LIVELINK™ FOR SOLIDWORKS ®
高频电磁场
模拟过程
分析问题，确定PDE方程及相关的参数 选择模型方程 创建或导入几何模型 设定材料属性及PDE 系数项 设定边界条件 生成网格 求解 (设定Solver 参数) 后处理，结果可视化、动画、输出
其他处理过程
脚本后处理或二次开发
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@
射频（RF）模块
• 电尺寸（装置尺寸/电磁波长）大于波长百分之一
手机辐射
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
雷达电磁散射响应
info@