COMSOL_Multiphysics几何建模指南_Danry_V2.1
最新COMSOL使用技巧
COMSOL Multiphysics使用技巧(旧版通用)一、全局约束/全局定义对于多物理仿真,添加全局约束是COMSOL非常有用的功能之一。
例如,对于一个涉及传热的仿真,希望能够调整热源Q_0的大小,从而使得某一位置处的温度T_probe 恒定在指定值T_max,我们可以直接将这个全局约束添加进来即可。
有些情况下,全局约束可能包含有对时间的微分项,也就是常说的常微分方程(ODE),COMSOL同样也支持自定义ODE作为全局约束。
例如,在一个管道内流体+物质扩散问题的仿真中,利用PID 算法控制管道入口的流速u_in_ctrl ,从而使得某一位置处的浓度conc 恒定在指定值c_set 。
(基本模块模型库 > Multidisciplinary > PID control )。
需要添加的PID 算法约束如下式:要添加上述约束,除变上限积分项外,另外两项都可以很容易的在边界条件中的“入口流速”设置中直接定义。
因此,这个变上限积分需要转化成一个ODE ,作为全局约束加入。
令⎰-=tdt set c conc 0)_(int ,方程两边同对时间t 求导,得到set c conc dtd _int-=。
在COMSOL 中,变量u 对时间的导数,用ut 表示。
因此变量int 的时间导数即为intt 。
利用COMSOL 的“ODE 设定”,我们可以很容易的将intt-(conc-c_set)=0这个ODE 全局约束添加入模型之中。
二、积分耦合变量COMSOL的语法中,变量u对空间的微分,分别默认为用ut,ux,uy,uz等来表示,这为仿真提供了极大的便利。
那么对变量u的空间积分呢?COMSOL提供了积分耦合变量来实现这一功能。
积分耦合变量分为四种:点(point)积分耦合变量、边(edge)积分耦合变量、边界(boundary)积分耦合变量、求解域(subdomain)积分耦合变量。
根据模型的维度,会有相应积分耦合变量。
COMSOLMultiphysics中文使用手册8
COMSOLMultiphysics中文使用手册8COMSOL Multiphysics 中文使用手册8-选项菜单第四节选项菜单Options §4.1 轴/格点设定Axes/Grid Settings 轴/格点设定:设定x,y坐标的范围,例如x(-5~5)、y(-6~6);或设置格点之间间隔,还可以在画图区域突出某些点的坐标,如:突出x=0.5和 1.5,y=0.7所在的点§4.2 更新符号Update Symbols更新符号:更新符号(在画图模式下是灰色的),结构分析时有效,用于显示模型约束的标记§4.3 常数Constants常数:把常数用字符表示,也可以把常数和字符以文件的形式保存或加载§4.4 表达式Expression全局表达式Global Expressions:定义能在所有几何层(Geom level)中使用的变量表达式标量表达式Scalar Expressions:定义仅能在当前的几何层(Geom level)中使用的变量表达式子域表达式Subdomain Expressions:定义子域上的变量表达式边界表达式Boundary Expressions:定义边界上的变量表达式边表达式EdgeExpressions:定义边上的变量表达式点表达式Point Expressions:定义点上的变量表达式内部网格边界表达式Interior Mesh Boundary Expressions:定义内部网格边界上的变量表达式§4.5 积分耦合变量Integration Coupling Variables积分耦合变量:在一个设定区域对给定的表达式积分,得到的值可以被应用到全局区域或某个子区域、边界、点,该值为一个标量。
下面表示在编号为 1的2D区域上对常数 1进行积分area = ∫∫1dΩ ,得到的就是编号1的2D区域的面积子变量Subdomain Variables:在选定的子域上对表达式积分边界变量Boundary Variables:在选定的边界上对表达式积分点变量Point Variables:在选定的点上对表达式积分§4.6 拉伸耦合变量Exptrusion Coupling Variables拉伸耦合变量:把源端区域上的值映射到目的端,当源端和目的端维数相同的时候,进行逐点映射。
最新COMSOL Multiphysics仿真步骤资料
COMSOL Multiphysics仿真步骤1算例介绍一电磁铁模型截面及几何尺寸如图1所示,铁芯为软铁,磁化曲线(B-H)曲线如图2所示,励磁电流密度J=250 A/cm2。
现需分析磁铁内的磁场分布。
图1电磁铁模型截面图(单位cm)图2铁芯磁化曲线2 COMSOL Multiphysics仿真步骤根据磁场计算原理,结合算例特点,在COMSOL Multiphysics中实现仿真。
(1) 设定物理场COMSOL Multiphysics 4.0以上的版本中,在AC/DC模块下自定义有8种应用模式,分别为:静电场(es)、电流(es)、电流-壳(ecs)、磁场(mf)、磁场和电场(mef)、带电粒子追踪(cpt)、电路(cir)、磁场-无电流(mfnc)。
其中,“磁场(mef)”是以磁矢势A作为因变量,可应用于:①已知电流分布的DC线圈;②电流趋于表面的高频AC线圈;③任意时变电流下的电场和磁场分布;根据所要解决的问题的特点——分析磁铁在线圈通电情况下的电磁场分布,选择2维“磁场(mf)”应用模式,稳态求解类型。
(2) 建立几何模型根据图1,在COMSOL Multiphysics中建立等比例的几何模型,如图3所示。
图3几何模型有限元仿真是针对封闭区域,因此在磁铁外添加空气域,包围磁铁。
由于磁铁的磁导率,因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合,并设为磁位的参考点,即(21) 式中,L为空气外边界。
(3) 设置分析条件①材料属性本算例中涉及到的材料有空气和磁铁,在软件自带的材料库中选取Air和Soft Iron。
对于磁铁的B-H曲线,在该节点下将已定义的离散B-H曲线表单导入其中即可。
②边界条件由于磁铁的磁导率,因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合,并设为磁位的参考点,即(21) 式中,L为空气外边界。
为引入磁铁的B-H曲线,除在材料属性节点下导入B-H表单之外,还需在“磁场(mef)”节点下选择“安培定律”,域为“2”,即磁铁区域,在“磁场 > 本构关系”处将本构关系选择为“H-B曲线”。
COMSOL软件界面说明书最新版
COMSOL界面说明书(The COMSOL Multiphysics Graphical User Interface)中仿科技公司2008年7月4日目录第一章 2D图形操作界面....................................................................................................................................- 6 - 第一节主界面说明.....................................................................................................................................- 6 - §1-1 主界面..........................................................................................................................................- 6 - §1-2 工具条..........................................................................................................................................- 7 - 第二节 File 文件菜单.................................................................................................................................- 8 - §2-1 New...............................................................................................................................................- 8 - §2-2 Open Model Library......................................................................................................................- 8 - §2-3 Open Component Library..............................................................................................................- 8 - §2-4 Open..............................................................................................................................................- 9 - §2-5 Save...............................................................................................................................................- 9 - §2-6 Save As..........................................................................................................................................- 9 - §2-7 Print...............................................................................................................................................- 9 - §2-8 Generate Report.............................................................................................................................- 9 - §2-9 Model Properties.........................................................................................................................- 10 - §2-10 Save Model Image.....................................................................................................................- 10 - §2-11 Reset Model...............................................................................................................................- 10 - §2-12 Import........................................................................................................................................- 11 - §2-13 Export........................................................................................................................................- 11 - §2-14 Add Component.........................................................................................................................- 13 - §2-15 Merge Component.....................................................................................................................- 14 - §2-16 Client/Server/MATLAB............................................................................................................- 14 - §2-17 COMSOL Script COMSOL......................................................................................................- 14 - §2-18 Reacting Engineering................................................................................................................- 14 - §2-19 Movie Player.............................................................................................................................- 15 - §2-20 Exit............................................................................................................................................- 15 - 第三节 Edit编辑菜单.................................................................................................................................- 16 - §3-1 Undo............................................................................................................................................- 16 - §3-2 Redo............................................................................................................................................- 16 - §3-3 Cut...............................................................................................................................................- 16 - §3-4 Copy............................................................................................................................................- 16 - §3-5 Paste............................................................................................................................................- 16 - §3-6 Clear............................................................................................................................................- 16 - §3-7 Empty Clipboard.........................................................................................................................- 16 - §3-8 Select All.....................................................................................................................................- 16 - §3-9 Deselect All.................................................................................................................................- 17 - 第四节 Options 选项菜单.........................................................................................................................- 18 - §4-1 Axes/Grid Settings.......................................................................................................................- 18 - §4-2 Update Symbols..........................................................................................................................- 18 - §4-3 Constants.....................................................................................................................................- 18 - §4-4 Expression...................................................................................................................................- 19 -§4-5 Integration Coupling Variables....................................................................................................- 20 - §4-6 Exptrusion Coupling Variables....................................................................................................- 20 - §4-7 Projection Coupling Variables.....................................................................................................- 21 - §4-8 Identity Conditions......................................................................................................................- 21 - §4-9 Boundary Distance Variables.......................................................................................................- 22 - §4-10 Functions...................................................................................................................................- 22 - §4-11 Coordinate Systems...................................................................................................................- 23 - §4-12 Material/Coefficents Library.....................................................................................................- 24 - §4-13 Cross-Section Library................................................................................................................- 24 - §4-14 Visualization/Selection Settings................................................................................................- 25 - §4-15 View Geometries.......................................................................................................................- 25 - §4-16 Zoom.........................................................................................................................................- 26 - §4-17 Suppress....................................................................................................................................- 26 - §4-18 Lables........................................................................................................................................- 27 - §4-19 Preferences................................................................................................................................- 27 - 第五节 Draw 画图菜单............................................................................................................................- 30 - §5-1 Draw Objects...............................................................................................................................- 30 - §5-2 Specify Objects............................................................................................................................- 31 - §5-3 Object properties.........................................................................................................................- 32 - §5-4 Geometric properties...................................................................................................................- 33 - §5-5 Create Composite Object.............................................................................................................- 33 - §5-6 Split Object..................................................................................................................................- 34 - §5-7 Delecte Interior Boundaries.........................................................................................................- 34 - §5-8 Fillet/Chamfer.............................................................................................................................- 34 - §5-9 Tangent........................................................................................................................................- 35 - §5-10 Coerce to....................................................................................................................................- 35 - §5-11 Modify.......................................................................................................................................- 35 - §5-12 Work Plane Settings...................................................................................................................- 36 - §5-13 Embed........................................................................................................................................- 37 - §5-14 Extrude......................................................................................................................................- 37 - §5-15 Revolve......................................................................................................................................- 38 - §5-16 Create Pairs................................................................................................................................- 38 - §5-17 Use Assembly............................................................................................................................- 39 - §5-18 Draw Mode................................................................................................................................- 39 - 第六节 Physics物理菜单...........................................................................................................................- 40 - §6-1 Subdomain Settings.....................................................................................................................- 40 - §6-2 Boundary Settings.......................................................................................................................- 40 - §6-3 Point Settings...............................................................................................................................- 41 - §6-4 Scalar Variables...........................................................................................................................- 42 - §6-5 Properties.....................................................................................................................................- 42 - §6-6 Equation System..........................................................................................................................- 43 - §6-7 Global Equatins...........................................................................................................................- 43 - §6-8 Periodic Conditions.....................................................................................................................- 44 - §6-9 Identity Pairs................................................................................................................................- 45 -§6-10 Contact Pairs..............................................................................................................................- 46 - §6-11 SPICE Circuit Editor SPICE.....................................................................................................- 46 - §6-12 Model Settings...........................................................................................................................- 46 - §6-13 Selection Mode..........................................................................................................................- 47 - 第七节Mesh网格划分菜单........................................................................................................................- 48 - §7-1 Initialize Mesh.............................................................................................................................- 48 - §7-2 Refine Mesh................................................................................................................................- 48 - §7-3 Free Mesh Parameters.................................................................................................................- 48 - §7-4 Mapped Mesh Parameters...........................................................................................................- 49 - §7-5 Swept MeshParameters...............................................................................................................- 49 - §7-6 Boundary Layer Mesh Paremeters..............................................................................................- 50 - §7-7 Copy Boundary Mesh Parameters...............................................................................................- 51 - §7-8 Extrude Mesh..............................................................................................................................- 51 - §7-9 Revolve Mesh..............................................................................................................................- 52 - §7-10 Interactive Meshing...................................................................................................................- 52 - §7-11 Display Element Quality...........................................................................................................- 53 - §7-12 Mesh Statistics...........................................................................................................................- 54 - §7-13 Mesh Visualization Parameters.................................................................................................- 54 - §7-14 Create Geometry From Mesh....................................................................................................- 54 - §7-15 Mesh Mode................................................................................................................................- 55 - §7-16 Mesh Cases................................................................................................................................- 55 - 第八节 Solve求解菜单..............................................................................................................................- 56 - §8-1 Solve Problem.............................................................................................................................- 56 - §8-2 Restart..........................................................................................................................................- 56 - §8-3 Update Model..............................................................................................................................- 56 - §8-4 Get Initial Value...........................................................................................................................- 56 - §8-5 Solver Parameters........................................................................................................................- 56 - §8-6 Solver Manager...........................................................................................................................- 59 - §8-7 View Log.....................................................................................................................................- 60 - 第九节 Postprocessing后处理菜单...........................................................................................................- 61 - §9-1 Plot Parameters............................................................................................................................- 61 - §9-2 Cross-Section Plot Parameters....................................................................................................- 61 - §9-3 Domain Plot Parameters..............................................................................................................- 62 - §9-4 Global Variables Plot...................................................................................................................- 62 - §9-5 Subdomain Integration................................................................................................................- 63 - §9-6Boundary Intergration..................................................................................................................- 64 - §9-7 Point Evalution............................................................................................................................- 64 - §9-8 Geometric properties...................................................................................................................- 64 - §9-9 Probe Plot Parameters..................................................................................................................- 65 - §9-10 Data Display..............................................................................................................................- 66 - §9-11 Quick Plots................................................................................................................................- 67 - §9-12 Postprocessing Mode.................................................................................................................- 68 - 第十节 Multiphysics菜单..........................................................................................................................- 68 - 第二章 3D图形操作界面..................................................................................................................................- 69 -第一节主界面说明...................................................................................................................................- 69 - 第二节桌面快捷键...................................................................................................................................- 70 - §2-1 Orbit/Pan/Zoom...........................................................................................................................- 70 - §2-2 Dolly In/Out................................................................................................................................- 70 - §2-3 Camera Parameters......................................................................................................................- 70 - 第三节 Draw画图菜单..............................................................................................................................- 72 - §3-1 Block...........................................................................................................................................- 72 - §3-2 Cone............................................................................................................................................- 72 - §3-3 Cylinder.......................................................................................................................................- 73 - §3-4 Ellipsoid......................................................................................................................................- 73 - §3-5 Sphere..........................................................................................................................................- 74 - §3-6 Point............................................................................................................................................- 74 - §3-7 Line..............................................................................................................................................- 74 - §3-8 CAD Repair and Defeaturing......................................................................................................- 75 - §3-9 Work Plane Setting......................................................................................................................- 76 -第一章 2D图形操作界面第一节主界面说明§1-1主界面图形操作界面是建模的最简单方法之一,当我们在模型浏览器(Model Navigator)中设定好应用模式以后,会自动弹出图形操作界面。
微波仿真论坛1COMSOLMULTIPHYSICS和数值分析基础
微波仿真论坛1COMSOLMULTIPHYSICS和数值分析基础第一章COMSOL MULTIPHYSICS及数值分析基础W. B. J. ZIMMERMAN,B. N.HEWAKANDAMBYDepartment of Chemical and ProcessEngineering, University of Sheffield,Newcastle Street, Sheffield S1 3JD UnitedKingdomE-mail: w.zimmerman@ 本章主要介绍COMSOL Multiphysics 在零维和一维模型数值分析方面的几个关键内容。
这些内容包括求根、步进式数值积分、常微分方程数值积分和线性系统分析。
这几乎是所有的化工过程数学分析方法。
下面通过COMSOL Multiphysics中的一些常见化工过程应用实例来介绍这些方法,包括:闪蒸、管式反应器设计、扩散反应系统和固体中热传导。
1.简介本章内容很多,可以分为几个不同的目标。
首先介绍了COMSOL Multiphysics的主要工作特性;其次介绍了如何使用这些特性来分析一些简单的,位于零维空间、一维空间或“空间-时间”系统中的化工问题。
本章还希望通过展示COMSOL Multiphysics和MATLAB工具在化工过程分析中的强大功能,激发读者对使用COMSOL Multiphysics进行建模与仿真的兴趣。
由于COMSOL Multiphysics不是一个通用的问题求解工具,所以一些目标需要迂回实现。
作者在使用FORTRAN、Mathematica和MATLAB解决化工问题方面有着丰富的教学经验,并用这些工具实现过这里所有的例子。
而且,扩展化工问题的数值分析也已经在POLYMATH[1]中实现,这似乎只在化工委员会的CACHE项目中使用过。
本书前一版已经介绍过在零维空间中求解非线性代数方程和与时间有关的常微分方程的内容。
COMSOL_Multiphysics(FEMLAB)简介
一、简介
COMSOL Multiphysics(原FEMLAB)是一个专业有限 元数值分析软件包,是对基于偏微分方程的多物理场模 型进行建模和仿真计算的交互式开发环境系统。它为所 有科学和工程领域内物理过程的建模和仿真提供了一种 崭新的技术!
五、典型建模过程
1. 建立几何模型:
COMSOL Multiphysics软件提供了强大的CAD工具用于创建一维、二 维和三维几何实体模型。通过工作平面创立二维的几何轮廓,并使用 旋转、拉伸等功能生成三维实体。用户也可以直接使用基本几何形状 (圆、矩形、块和球体)创立几何模型,然后使用布尔操作形成复杂 的实体形状。
用户也可以在COMSOL Multiphysics软件中引入其它软件创建的模型。 COMSOL Multiphysics软件的模型导入和修补功能可以支持DXF格式 (用于二维)和IGES格式(用于三维)的文件。也可以导入二维的 JPG、TIF和BMP文件并把它们转化成为COMSOL Multiphysics的几何 模型,对于三维结构也同样如此,甚至可以支持三维MRI(磁共振数 据)数据。
地球科学模块使得COMSOL Multiphysics可以解决地球物理和环境科 学中的一些问题。COMSOL Multiphysics提供了预设的物理模型,这 允许您将您自己的控制方程和自由表达式写入模型的性质中去。因此, 在有限元分析中,解决地球科学所面临的简单或者复杂问题,使用 COMSOL Multiphysics将它们耦合起来进行分析是非常方便简捷的。
COMSOL Multiphysics应用领域:
声学;生物科学;化学反应;弥散;电磁学;流体动力学;燃料电 池;地球科学;热传导;微电机系统;微波工程;光学;光子学; 多孔介质;量子力学;无线电频率部件;半导体设备;结构力学; 传动现象;波的传播等。
Comsol软件介绍与应用
COMSOL软件介绍与应用
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COMSOL软件介绍与应用
COMSOL软件介绍与应用
COMSOL软件介绍与应用
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器
内置各种常用的物理模型,用户可轻松选择并进行必要的修改。 5.内嵌丰富的CAD 建模工具和全面的第三方CAD 导入功能
用户可直接在软件中进行二维和三维建模;全面的第三方CAD 导入功 能,支持当前主流CAD 软件格式文件的导入 6.强大的网格剖分能力
支持多种网格剖份,支持移动网格功能。 7.多国语言操作界面
COMSOL软件介绍与应用
目前Comsol在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃 料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量 子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应 用。
应 用 领 域
COMSOL软件介绍与应用
COMSOL特点: 1.求解多场问题 = 求解方程组
1.几何模型绘制 2.指定材料特性和边界条件 3.剖分网格 4.求解 5.结果后处理 各个步骤都非常的容易实现。 基于大量的预定义的应用模式,涵盖流 体、传热、结构力学、电磁场、化学反应、地球科学及多场耦合模型,以 及自定义偏微分方程,帮助用户十分迅速的建立分析模型。材料属性、载 荷、边界条件可以定义为基于独立变量的任意函数。
COMSOL软件介绍与应用
COMSOL Multiphysics 是一款大型的高级数值仿真软件,它是以有限元 法为基础,通过求解偏微分方程(单场)或偏微分方程组(多场)来实现 真实物理现象的仿真,被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理 场直接耦合分析软件”。
COMSOL Multiphysics 中文使用手册6
COMSOL Multiphysics 中文使用手册6-文件菜单File第二节文件菜单File文件菜单有如下这些选择,各项选择的中文对应说明见下面的描述:§2.1 新建New 新建:开启模型浏览器,建立新模型§2.2 打开模型库Open Model Library 打开模型库:打开模型库中已存在的例子§2.3 打开组件库Open Component Library 打开组件库:打开组件库中的组件§2.4 打开Open 打开:载入已经建好的模型 §2.5 保存Save 保存:储存模型§2.6 另存为Save As 另存为:在另一个路径下储存模型§2.7 打印Print 打印:打印模型 §2.8 生成报告Generate Report 生成报告:生成一个详细说明模型的应用模式、几何属性、材料和边界设置等的报告文件。
在Format中设定生成报告的格式、存放的路径;在Contents中选择报告包含哪些部分。
§2.9 模型属性Model Properties 模型属性:可以查看已存在模型的名称、详细描述等,或对新建模型进行描述。
§2.10 存模型图象Save Model Image 保存模型图象:保存模型的图象,此图象在模型预览中可见§2.11 重置模型Reset Model 重置模型:清除已经计算过的模型的网格和计算结果,以便重新进行计算§2.12 导入Import FEM结构FEM Structure:把Script中的模型结构体载入到COMSOL Multifhysics 中几何对象Geometry Objects:选定要导入的几何对象名称,把Script中的几何对象载入到COMSOL Multifhysics中来自文件的CAD模型CAD Data From File:导入CAD文件从文件导入网格Mesh From File:导入已被划分好网格的模型文件§2.13 导出Export以‘fem’的FEM结构FEM Structure as ‘fem’:输出以fem表示的FEM结构,把模型文件输出到Script中,通过命令语句调用模型、查看模型的各种参数。
COMSOLMultiphysics仿真步骤
COMSOL Multiphysics仿真步骤1算例介绍一电磁铁模型截面及几何尺寸如图1所示,铁芯为软铁,磁化曲线(B-H)曲线如图2所示,励磁电流密度J=250 A/cm2。
现需分析磁铁内的磁场分布。
图1电磁铁模型截面图(单位cm)图2铁芯磁化曲线2 COMSOL Multiphysics仿真步骤根据磁场计算原理,结合算例特点,在COMSOL Multiphysics中实现仿真。
(1) 设定物理场COMSOL Multiphysics 4.0以上的版本中,在AC/DC模块下自定义有8种应用模式,分别为:静电场(es)、电流(es)、电流-壳(ecs)、磁场(mf)、磁场和电场(mef)、带电粒子追踪(cpt)、电路(cir)、磁场-无电流(mfnc)。
其中,“磁场(mef)”是以磁矢势A作为因变量,可应用于:①已知电流分布的DC线圈;②电流趋于表面的高频AC线圈;③任意时变电流下的电场和磁场分布;根据所要解决的问题的特点——分析磁铁在线圈通电情况下的电磁场分布,选择2维“磁场(mf)”应用模式,稳态求解类型。
(2) 建立几何模型根据图1,在COMSOL Multiphysics中建立等比例的几何模型,如图3所示。
图3几何模型有限元仿真是针对封闭区域,因此在磁铁外添加空气域,包围磁铁。
由于磁铁的磁导率,因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合,并设为磁位的参考点,即(21)式中,L为空气外边界。
(3) 设置分析条件①材料属性本算例中涉及到的材料有空气和磁铁,在软件自带的材料库中选取Air和Soft Iron。
对于磁铁的B-H曲线,在该节点下将已定义的离散B-H曲线表单导入其中即可。
②边界条件由于磁铁的磁导率,因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合,并设为磁位的参考点,即(21)式中,L为空气外边界。
为引入磁铁的B-H曲线,除在材料属性节点下导入B-H表单之外,还需在“磁场(mef)”节点下选择“安培定律”,域为“2”,即磁铁区域,在“磁场> 本构关系”处将本构关系选择为“H-B曲线”。
COMSOL Multiphysics v4.x几何建模用户指南
2010年10月“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”COMSOL Multiphysics V4.x操作手册丛书 几何建模用户指南中仿科技公司(CnTech Co., Ltd.)2010年10前言COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件,由瑞典的COMSOL公司开发,广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算,被当今世界科学家誉为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”,适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程。
作为一款大型的高级数值仿真软件,COMSOL Multiphysics以有限元法为基础,通过求解偏微分方程(单场)或偏微分方程组(多场)来实现真实物理现象的仿真。
COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真,在全球领先的数值仿真领域里广泛应用于声学、生物科学、化学反应、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。
在全球各著名高校,COMSOL Multiphysics已经成为讲授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具;在全球500强企业中,COMSOL Multiphysics被视作提升核心竞争力,增强创新能力,加速研发的重要工具。
COMSOL Multiphysics多次被NASA技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”,NASA技术杂志主编点评到,“当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE 产品的优胜者,表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品”。
COMSOL Multiphysics 提供大量预定义的物理应用模式,涵盖声学、化工、流体流动、热传导、结构力学、电磁分析等多种物理场,模型中的材料属性、源项、以及边界条件等都可以是常数、任意变量的函数、逻辑表达式、或者直接是一个代表实测数据的插值函数等。
comsol multiphysics 安装指南说明书
COMSOL Multiphysics安装指南C O M S O L M u l t i p h y s i c s安装指南© 1998–2021 COMSOL 版权所有受列于/patents的专利保护;您也可以参见 COMSOL Desktop“文件”菜单中的“帮助 >关于 COMSOL Multiphysics”,获取可能适用的美国专利的详细列表。
专利申请中。
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其他常用链接包括:•技术支持中心:/support•产品下载:/product-download•产品更新:/support/updates•COMSOL 博客:/blogs•用户论坛:/forum•活动:/events•COMSOL 视频中心:/videos•技术支持知识库:/support/knowledgebase文档编号:CM010002目录前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9安装介质选项 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9系统要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10先前安装版本 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11软件许可协议 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11许可证类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11许可证管理工具 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14COMSOL Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15在 Windows 上安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16通过 Internet 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16下载并安装 COMSOL 软件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19通过 USB 闪存驱动器安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20运行 COMSOL 安装程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20移除(卸载)COMSOL 安装程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40安装软件更新 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41自动安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42产品更新和库更新 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43LiveLink™for Excel®安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44LiveLink™ for AutoCAD®安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44LiveLink™ for Inventor®安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45LiveLink™ for PTC® Creo® Parametric™安装 . . . . . . . . . 46LiveLink™for PTC® Pro/ENGINEER®:更改安装路径 . . 47| 3LiveLink™for Revit®安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 LiveLink™for Solid Edge®安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 LiveLink™for SOLIDWORKS®安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50集群安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51在 Windows 上安装许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54什么是 FlexNet®许可证管理器? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54 FlexNet®许可证管理器的系统要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 FlexNet®许可证管理器软件组件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 FlexNet®许可证管理器文档 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56许可证文件和许可证特征 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56安装许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64启动许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66确认许可证管理器正在运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67启动 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68更改许可证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68在 IPV6 网络中使用 COMSOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69许可证错误故障排除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69在 Windows 上运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . .70“开始”菜单中的 COMSOL Multiphysics 文件夹 . . . . . . . .70启动使用课堂许可证套装的 COMSOL Multiphysics . . . . . . .71手动创建桌面快捷方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72在客户端/服务器模式下运行 COMSOL Multiphysics . . . . . .73在批处理模式下运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . .75多核设置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .764 |在集群上运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77在云上运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78运行 COMSOL Multiphysics with MATLAB . . . . . . . . . . . . . 79运行 COMSOL Multiphysics with Simulink . . . . . . . . . . . . . . 79在 macOS 上安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81通过 Internet 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81下载并安装 COMSOL 软件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84通过 USB 闪存驱动器安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85运行 COMSOL 安装程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86自动安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86移除(卸载)COMSOL 安装程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86产品更新和案例库更新 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87更改 MATLAB®安装路径 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87在 macOS 上安装许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 FlexNet 许可证管理器软件组件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88FlexNet 许可证管理器文档 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88许可证文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89安装许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89启动许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91确认许可证管理器正在运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92启动 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92更改许可证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92在 IPV6 网络中使用 COMSOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93许可证错误故障排除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93| 5在 macOS 上运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . .94 COMSOL 应用程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94从终端窗口运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . .95运行课堂许可证套装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95在客户端/服务器模式下运行 COMSOL Multiphysics . . . . . .95在批处理模式下运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . .97多核设置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98在集群上运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98在云上运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99在 Linux 上安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100通过 Internet 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100下载并安装 COMSOL 软件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102从 DVD 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103通过 USB 闪存驱动器安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104运行 COMSOL 安装程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104用于查看文档的 Web 浏览器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105自动安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106移除(卸载)COMSOL 安装程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106产品更新和案例库更新 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106更改 MATLAB®安装路径 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107集群安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107在 Linux 上安装许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109 FlexNet 许可证管理器软件组件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109 FlexNet 许可证管理器文档 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109 6 |许可证文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110安装许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110启动许可证管理器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112确认许可证管理器正在运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113启动 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113更改许可证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114在 IPV6 网络中使用 COMSOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114许可证错误故障排除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115在 Linux 上运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . 116运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116多核设置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116在批处理模式下运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . 117在客户端/服务器模式下运行 COMSOL Multiphysics . . . . . 118运行课堂许可证套装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119在集群上运行 COMSOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119在云上运行 COMSOL Multiphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121运行 COMSOL Multiphysics with MATLAB . . . . . . . . . . . . 121运行 COMSOL Multiphysics with Simulink . . . . . . . . . . . . . 122 COMSOL 软件安全. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 COMSOL Multiphysics 客户端/服务器安全 . . . . . . . . . . . . . 123App 和物理场开发器安全 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125方法安全性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125COMSOL Server 安全 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126许可证错误故障排除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127| 78 |前言欢迎您阅读《COMSOL Multiphysics 安装指南》,本书提供有关安装 COMSOL Multiphysics®及其附加产品的操作说明。
COMSOL使用技巧---精品管理资料
COMSOL Multiphysics使用技巧(旧版通用)一、全局约束/全局定义对于多物理仿真,添加全局约束是COMSOL非常有用的功能之一。
例如,对于一个涉及传热的仿真,希望能够调整热源Q_0的大小,从而使得某一位置处的温度T_probe 恒定在指定值T_max,我们可以直接将这个全局约束添加进来即可。
有些情况下,全局约束可能包含有对时间的微分项,也就是常说的常微分方程(ODE ),COMSOL 同样也支持自定义ODE 作为全局约束。
例如,在一个管道内流体+物质扩散问题的仿真中,利用PID 算法控制管道入口的流速u_in_ctrl ,从而使得某一位置处的浓度conc 恒定在指定值c_set.(基本模块模型库 〉 Multidisciplinary 〉 PID control)。
需要添加的PID 算法约束如下式:要添加上述约束,除变上限积分项外,另外两项都可以很容易的在边界条件中的“入口流速"设置中直接定义.因此,这个变上限积分需要转化成一个ODE,作为全局约束加入。
令⎰-=tdt set c conc 0)_(int ,方程两边同对时间t 求导,得到set c conc dtd _int -=。
在COMSOL 中,变量u 对时间的导数,用ut 表示。
因此变量int 的时间导数即为intt 。
利用COMSOL 的“ODE 设定",我们可以很容易的将intt —(conc —c_set)=0这个ODE 全局约束添加入模型之中.二、积分耦合变量COMSOL的语法中,变量u对空间的微分,分别默认为用ut,ux,uy,uz等来表示,这为仿真提供了极大的便利。
那么对变量u的空间积分呢?COMSOL提供了积分耦合变量来实现这一功能。
积分耦合变量分为四种:点(point)积分耦合变量、边(edge)积分耦合变量、边界(boundary)积分耦合变量、求解域(subdomain)积分耦合变量.根据模型的维度,会有相应积分耦合变量。
COMSOLMultiphysics几何建模指南
COMSOLMultiphysics⼏何建模指南第⼀章基本说明1.1 ⼏何体的表现形式COMSOL Multiphysics中有两种⼏何体,组合⼏何体(缺省)和装配体。
所谓的组合⼏何体指重叠的⼏何对象⾃动分解为多个求解域(与⼏何⽆关),其内部界⾯上,⼏何结构、⽹格以及物理量等⾃动相互“粘合”。
装配体则表⽰重叠的⼏何对象之间没有构成关系,因此从本质上⽽⾔,不存在内部界⾯。
这两种⼏何体各有优缺点,组合⼏何体是COMSOL Multiphysics的缺省设定,优点在于:z在材料⾮连续处,物理量⾃动连续z在材料界⾯处,⾃动得到⾼精度解z在材料界⾯处,⾃动确认⽹格单元和节点其缺点在于:z⽹格越细,内存开销越⼤z对⼤的CAD模型⽹格剖分⽐较困难反过来,装配体的优点则在于:z在材料界⾯处可有意定义物理量不连续,例如接触阻抗z对⼤的CAD模型⽹格剖分⽐较容易z⽹格越粗,计算越快(但精度越低)装配体的缺点:z需要更多的⼿⼯操作z为了保证⾜够的⾼精度,需要注意边界上的⽹格密度1.2 ⼏何框架在COMSOL Multiphysics中,所有的⼏何对象都存在于某个⼏何框架,例如1D、2D或3D⼏何等,以Geom1、Geom2依次序命名。
每个框架保持独⽴,其中的⼏何对象、求解域、边界条件等完全封装。
每个⼏何框架不能直接访问其他⼏何框架中的变量、因变量等,必须通过耦合变量-积分耦合变量、拉伸耦合变量和投影耦合变量等,在不同的框架中定义可相互访问的中间变量。
图 1 ⼏何框架此外,当⽤户定义表达式的时候,也必须注意这种不同⼏何框架之间的限制。
只有选项>全局表达式可以直接在所有的⼏何框架中被引⽤。
⽽选项>标量表达式等则只能在定义该标量表达式的⼏何框架中被引⽤。
⽤户可以在模型导航窗⼝对话框中,⾸先确认已按下多物理场按钮,然后点击右侧中部的新增⼏何按钮,然后在跳出的新增⼏何对话框中,给定⼏何名称,选择所需的空间维度,独⽴变量的名称,框架名称以及单位系统等参数。
COMSOL_Multiphysics后处理用户指南
印刷约定
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本书中的印刷约定遵循 COMSOL Multiphysics 的用户指南中的约定。
其中粗体字表明该段文字确实会出现在 COMSOL Multiphysics 的程序界面中,例如模型 创建器是用户刚打开 COMSOL Multiphysics 时出现的窗口的标题,选项>选择列表是其中一个 菜单项等。
1.1 网格...................................................................................................................................................- 1 1.2 解.......................................................................................................................................................- 1 1.3 截平面...............................................................................................................................................- 1 1.4 三维切割线...........................................................................................
COMSOL-Multiphysics仿真步骤
COMSOL Multiphysics仿真步骤1算例介绍一电磁铁模型截面及几何尺寸如图1所示,铁芯为软铁,磁化曲线(B-H)曲线如图2所示,励磁电流密度J=250 A/cm2。
现需分析磁铁内的磁场分布。
图1电磁铁模型截面图(单位cm)图2铁芯磁化曲线2 COMSOL Multiphysics仿真步骤根据磁场计算原理,结合算例特点,在COMSOL Multiphysics中实现仿真。
(1) 设定物理场以上的版本中,在AC/DC模块下自定义有8种应用模式,分别为:静电场(es)、电流(es)、电流-壳(ecs)、磁场(mf)、磁场和电场(mef)、带电粒子追踪(cpt)、电路(cir)、磁场-无电流(mfnc)。
其中,“磁场(mef)〞是以磁矢势A作为因变量,可应用于:①电流分布的DC线圈;②电流趋于外表的高频AC线圈;③任意时变电流下的电场和磁场分布;根据所要解决的问题的特点——分析磁铁在线圈通电情况下的电磁场分布,选择2维“磁场(mf)〞应用模式,稳态求解类型。
(2) 建立几何模型根据图1,在COMSOL Multiphysics中建立等比例的几何模型,如图3所示。
图3几何模型有限元仿真是针对封闭区域,因此在磁铁外添加空气域,包围磁铁。
由于磁铁的磁导率,因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合,并设为磁位的参考点,即(21) 式中,L为空气外边界。
(3) 设置分析条件①材料属性本算例中涉及到的材料有空气和磁铁,在软件自带的材料库中选取Air和Soft Iron。
对于磁铁的B-H曲线,在该节点下将已定义的离散B-H曲线表单导入其中即可。
②边界条件由于磁铁的磁导率,因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合,并设为磁位的参考点,即(21) 式中,L为空气外边界。
为引入磁铁的B-H曲线,除在材料属性节点下导入B-H表单之外,还需在“磁场(mef)〞节点下选择“安培定律〞,域为“2〞,即磁铁区域,在“磁场 > 本构关系〞处将本构关系选择为“H-B曲线〞。
COMSOL Multiphysics 中文使用手册2软件的获取
COMSOL Multiphysics中文使用手册2软件的获取第一章软件的获取与安装第一节软件的获取您可以通过多种方式获取COMSOL的安装光盘:1 直接联系中仿,购买COMSOL Multiphysics软件。
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COMSOL使用技巧
COMSOL的语法中,变量u对空间的微分,分别默认为用ut,ux,uy,uz等来表示,这为仿真提供了极大的便利。那么对变量u的空间积分呢?COMSOL提供了积分耦合变量来实现这一功能。
积分耦合变量分为四种:点(point)积分耦合变量、边(edge)积分耦合变量、边界(boundary)积分耦合变量、求解域(subdomain)积分耦合变量。根据模型的维度,会有相应积分耦合变量。用户还可以指定得到结果后的作用域,例如全局,或指定某些点、边、边界或求解域。从而可以将对积分耦合变量结果的访问限制在指定的对象上。
采用ODE进行时间积分,仅仅只能对标量进行积分,如果就是想对求解域内的某个值进行积分(通常具有维度),则需要采用耦合一个PDE应用模式的方法,通过修改PDE方程,使其满足对时间的常微分方程形式,然后在求解中可以得到对时间的积分结果。
四、停止条件
在进行稳态求解时,COMSOL迭代求解当然就是以收敛条件满足作为计算的停止条件。但就是在瞬态分析的情况下,计算何时停止就可由用户自行选择了。与其她仿真软件类似,COMSOL默认的瞬态分析停止条件就就是遍历用户使定的时间范围后,计算停止。但就是除此之外,COMSOL还可以提供一种更为灵活而且强大的功能,就就是允许用户选择让软件自动检测计算结果中的某一变量或表达式,当该变量或表达式满足一定条件时,计算停止。
边积分耦合变量,就就是对指定变量或表达式在指定的某个或者某些边上做积分,积分的结果付给自定义的这个积分耦合变量。仅存在于三维仿真中,这个积分就是线积分。对1积分得到边长。
点积分耦合变量,就就是对指定变量或表达式在指定的某个或者某些点上给出它的值。它的最主要用法就是将某个点上的结果映射到指定的对象上。
例如前面灯泡的例子,后处理显示的就是三维结构外缘的温度分布,而我们关心的实际上就是内部的温度分布,因此可以选择抑制某些边界。
COMSOL+Multiphysics几何建模指南
“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”COMSOL Multiphysics操作手册丛书几何建模用户指南中仿科技公司(CnTech Co., Ltd.)前言COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件,由瑞典的COMSOL公司开发,广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算,被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”,适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程,COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真,在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。
在全球各著名高校,COMSOL Multiphysics已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具,在全球500强企业中,COMSOL Multiphysics被视作提升核心竞争力,增强创新能力,加速研发的重要工具。
2006年COMSOL Multiphysics再次被NASA技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”,NASA技术杂志主编点评到,“当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者,表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品”。
COMSOL Multiphysics集前处理器、求解器和后处理器于一体,在同一个图形化操作界面中可以完成几何建模、网格剖分、方程和边界参数设定、求解以及后处理。
COMSOL Multiphysics提供丰富的工具,供用户在图形化界面中构建自己的几何模型,例如1D中通过点、线,2D中可以通过点、线、矩形、圆/椭圆、贝塞尔曲线等,3D中通过球/椭球、立方体、台、点、线等构建几何结构,另外,通过镜像、复制、移动、比例缩放等工具对几何对象进行高级操作,还可以通过布尔运算方式进行几何结构之间的切割、粘合等操作。
COMSOL Multiphysics以Parasolid格式为CAD内核,可以完美地导入当前大部分专业CAD软件制作的几何结构。
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“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”COMSOL Multiphysics V4.x操作手册丛书几何建模用户指南中仿科技公司(CnTech Co., Ltd.)2010年10前言COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件,由瑞典的COMSOL公司开发,广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算,被当今世界科学家誉为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”,适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程。
作为一款大型的高级数值仿真软件,COMSOL Multiphysics以有限元法为基础,通过求解偏微分方程(单场)或偏微分方程组(多场)来实现真实物理现象的仿真。
COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真,在全球领先的数值仿真领域里广泛应用于声学、生物科学、化学反应、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域。
在全球各著名高校,COMSOL Multiphysics已经成为讲授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具;在全球500强企业中,COMSOL Multiphysics被视作提升核心竞争力,增强创新能力,加速研发的重要工具。
COMSOL Multiphysics多次被NASA技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”,NASA技术杂志主编点评到,“当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE 产品的优胜者,表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品”。
COMSOL Multiphysics 提供大量预定义的物理应用模式,涵盖声学、化工、流体流动、热传导、结构力学、电磁分析等多种物理场,模型中的材料属性、源项、以及边界条件等都可以是常数、任意变量的函数、逻辑表达式、或者直接是一个代表实测数据的插值函数等。
同时,用户也可以自主选择需要的物理场并定义他们之间的相互关系。
用户也可以输入自己的偏微分方程(PDEs),并指定它与其它方程或物理之间的关系。
本指南作为COMSOL Multiphysics V4.x操作手册丛书之一,详细介绍了在V4.x版本中,各种几何建模技巧及使用方法。
COMSOL Multiphysics提供丰富的工具,供用户在图形化界面中构建自己的几何模型;另外,通过镜像、复制、移动、比例缩放等工具对几何对象进行高级操作,还可以通过布尔运算方式进行几何结构之间的切割、粘合等操作。
COMSOL Multiphysics以Parasolid格式为CAD内核,可以完美地导入当前大部分专业CAD软件制作的几何结构。
COMSOL Multiphysics支持两种几何体,缺省的组合几何体和装配体,前者很方便地处理内部边界条件问题,后者很方便处理复杂结构的建模、网格、以及求解等问题。
印刷约定本书中的印刷约定遵循COMSOL Multiphysics的用户指南中的约定。
其中粗体字表明该段文字确实会出现在COMSOL Multiphysics的程序界面中,例如模型创建器是用户刚打开COMSOL Multiphysics时出现的窗口的标题,选项>选择列表是其中一个菜单项等。
目录前言 (i)印刷约定 (ii)目录 ................................................................................................................................................................... i ii 第一章基本说明 ............................................................................................................................................- 1 -1.1几何体的表现形式 ............................................................................................................................- 1 -1.2如何选用表现形式 ............................................................................................................................- 1 -第二章几何序列 ............................................................................................................................................- 3 -2.1新增几何序列 ....................................................................................................................................- 3 -2.2操作几何序列 ....................................................................................................................................- 4 -2.2.1创建与编辑几何 ....................................................................................................................- 4 -2.2.2自动创建几何特征 ................................................................................................................- 5 -2.2.3错误和警告 ............................................................................................................................- 5 -2.2.4删除和禁用几何特征 ............................................................................................................- 5 -2.2.5导出几何文件 ........................................................................................................................- 5 -第三章几何特征 ............................................................................................................................................- 7 -3.1基元几何特征 ....................................................................................................................................- 7 -3.1.13D基元几何 ..........................................................................................................................- 7 -3.1.22D基元几何 ........................................................................................................................- 15 -3.1.31D基元几何 ........................................................................................................................- 18 -3.2几何操作特征 ..................................................................................................................................- 18 -3.2.1布尔运算 ..............................................................................................................................- 18 -3.2.2变换 ......................................................................................................................................- 19 -3.2.3转换 ......................................................................................................................................- 22 -3.2.4工作面 ..................................................................................................................................- 23 -3.2.5装配体 ..................................................................................................................................- 27 -3.2.6其余操作特征 ......................................................................................................................- 28 -3.3工具条 ..............................................................................................................................................- 30 -第四章构建几何模型案例 ..........................................................................................................................- 31 -4.12D流体阀几何模型 ........................................................................................................................- 31 -4.23D房间家具几何建模 ....................................................................................................................- 33 -第五章CAD导入.........................................................................................................................................- 37 -5.1导入CAD文件................................................................................................................................- 37 -5.2修复CAD结构................................................................................................................................- 38 -5.3修复CAD结构案例........................................................................................................................- 42 -5.3.1修复案例一 ..........................................................................................................................- 42 -5.3.2修复案例二 ..........................................................................................................................- 44 -5.4与CAD软件实时连接....................................................................................................................- 45 -第六章关于COMSOL与中仿科技............................................................................................................- 47 -关于COMSOL .............................................................................................................................................- 47 -关于中仿科技 ..............................................................................................................................................- 47 -第一章基本说明1.1 几何体的表现形式COMSOL Multiphysics中有两种几何体,组合几何体(缺省)和装配体。