COMSOL_ACDC_2010-10-12

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COMSOL技能培训

COMSOL技能培训

Catia®, Pro/E®, NX ® SolidEdge ® …
COMSOL Multiphysics的主要特性
• 交互式建模和模拟环境 - GUI
• 大量的预置物理应用模式
菜单 工具条
• 自定义PDE应用模式
• 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
模式树
版本 up to R18 up to R17 AP203, AP214 up to 5.3 R2 through R17 4.1.9 through 4.2.4 6 through 11 16 through Wildfire 3 up to 2.0
1.0 up to R14 2
后处理
• COMSOL Multiphysics提供了大量的工具进行后处理和图形化。标准的绘图模式包括:
特点
(cu) f
Ku F
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
• 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)
2△COMSOL简介及前后 处理
简介△几何建模△ CAD导入△后处理
• 反应工程实验室
几何建模
• 内建功能强大的基本几何建模工具 • 支持多种文件格式的CAD导入模块
• 基本功能
• 使用工作平面 • 拉伸和旋转 • 嵌入
CAD 文件导入
•导入CAD 文件 •导入零件和装配 •修复
•修复和损毁 •和SolidWorks 实时连接
支持的文件格式
产品 CAD Import Module
线性PDE系统 线性标量 PDE

2010 comsol 几何建模指南

2010 comsol 几何建模指南

Modeling Nuclear Fuel Behavior for Enhanced Reactor Performance and Safety Nordic Researchers Model Deep Geologic Repository of Nuclear Waste


MAGNETICS

Simulation Helps Develop Better Household Products
T
he number of application examples from the COMSOL user community is soaring: We saw a record-breaking 350 papers presented at the annual user conferences. While we couldn’t fit every paper into this magazine, you can access all 350 papers through the Multiphysics Community web site, /community. In this issue of COMSOL News, we collected presentations from the 2009 user conferences that we found most inspiring. Our favorite examples of simulation at work span the universe of engineering and science. They range from cooling super magnets in the CERN Large Hadron Collider to how NASA extracted water from the Moon, to more practical uses of modeling such as injection molding of medical implants and creating the perfect sound from line-array loudspeakers. We hope that you enjoy this edition of COMSOL News and that you’ll find these stories as much of an inspiration in your work as we have in ours. To experience the multiphysics community first hand, we would like to invite you to the 2010 COMSOL Conferences. You will get a first look at the COMSOL API, attend over a dozen minicourses, and connect with fellow users. Learn more at / conference2010. Bernt Nilsson Sr. VP of Marketing COMSOL, Inc.

Comsol操作步骤

Comsol操作步骤

Comsol操作步骤基本步骤
1,构思好所需要仿真的模型,列出所需要的偏微分方程组,写出已知的参数和必要的边界条件。

2,打开Comsol Multiphysics,选择合适的模式。

模式的选择依据所用的偏微分方程组来设定。

3,由仿真模型的尺寸设定好工作空间的大小。

选项---轴/格点设定
4,设定计算中所需要的常数,即模型中已经知道的常数。

选项---常数
5,画出建模型的几何图案
6,设定边界条件和各物理量参数。

物理---边界条件
物理---求解域设定
这里求解域是有限元法中的术语,即所要仿真的区域,所要仿真的区域又分成不同的小块,小块也是求解域。

求解域设定可以对每个小区域分别给定不同的物理参数。

7,网格的划分,选择好合适的网格大小进行划分。

8,求解
9,后处理
选择了求解的模式,计算所能够得到的参数就已经设定好了,这是系统自动设定的,即每个格点的物理量参量是固定的,不能增加或删减。

后处理就是利用计算所得到的这些物理量来计算产生我们所需要的量。

COMSOL Multiphysics ACDC模块用户指南

COMSOL Multiphysics ACDC模块用户指南

序 言AC/DC模块文档由三本书组成:AC/DC模型库,模型库中包含丰富的随时可以运行的模型,每个模型文档由模型的基础理论,建模目的,结果讨论及实现模型的步骤等几部分组成。

如果用户所要解决的问题和模型库中的某个模型类似,那么可以阅读该模型的文档,并遵从文档中指示的步骤,通过使用库中的模型原型,来构造自己的模型。

AC/DC模块参考手册包含了关于应用模式参数,命令行函数,应用程序接口等和编程有关的信息。

如果用户希望基于Matlab环境运行自己的模型,就必须阅读并熟悉这本手册。

AC/DC模块用户指南介绍了AC/DC多物理模块的基本功能,此模块所基于的基本电磁学方程,各种应用模式和分析类型特点,以及基础建模技巧。

如果用户并不清楚自己的问题应该用何种几何,何种应用模式,何种分析类型来解决,或者当用户希望比较系统的了解、掌握AC/DC模块的应用模式,和它们所基于的基本方程,求解域参数设置,边界条件设定,源的激发,以及各种后处理和可视化的时候,就应该首先阅读这本手册,它会对用户所希望解决的问题应该采用何种几何,使用何种应用模式和分析类型提供极大的帮助。

一个实用模型的开发一般需要经历4个阶段:一、在AC/DC模块用户指南介绍的应用模式和分析类型中选定适合用户问题的应用模式和分析类型;二、用COMSOL多物理图形用户界面构建问题的模型和分析模式,包括构造几何,物理设定,划分网格,设置求解器,求解,后处理和可视化;三、在COMSOL 多物理图形用户界面上生成的模型,以M文件形式输出;四、根据特殊需要,在M文件中修改模型和分析类型,实现特殊后处理,构建一个满足用户特殊需求的实用模型。

比较来说,三本书中AC/DC模块应用指南是纲,是用户首先应该阅读的。

本书的第一章是简介,这章包括AC/DC模块概述和应用模式概述,主要介绍AC/DC模块的主要用途和适用范围,以及静态分析,时谐分析和瞬态分析等各种应用模式的选择。

对于本软件的初学者,建议阅读第一章,以便对解决各种问题的手段有一个总的认识和了解,这样更有助于掌握后面章节所叙述的内容。

comsol等离子体放电二维模型

comsol等离子体放电二维模型
1000 Ω
Cathode
Plasma
Anode 1 pF
V
Figure 1: Schematic of the DC discharge and external ciron density and mean electron energy are computed by solving a pair of drift-diffusion equations for the electron density and mean electron energy. Convection of electrons due to fluid motion is neglected. For detailed information on electron transport see Theory for the Drift Diffusion Interface in the Plasma Module User’s Guide . ∂ n ( ) + ∇ ⋅ [ – ne ( μe • E ) – De • ∇ ne ] = Re ∂t e ∂ n ( ) + ∇ ⋅ [ – nε ( με • E ) – Dε • ∇ nε ] + E ⋅ Γ e = Rε ∂t ε where:
3 |
DC GLOW DISCHARGE
Solved with COMSOL Multiphysics 5.1
Electrons are lost to the wall due to random motion within a few mean free paths of the wall and gained due to secondary emission effects, resulting in the following boundary condition for the electron flux: 1 --ν –n ⋅ Γe = 2 e, th n e – and the electron energy flux: 5 --ν –n ⋅ Γε = 6 e, th n ε –

COMSOLAC-DC模块

COMSOLAC-DC模块

& Mixed vector-scalar (e.g. A-V)
Physics decides
No gauge issues
Inherent gauge
Gauge freedom
Category 1
SOR (plain)
User decides
Gauge expected, unenforced
User decides
COMSOL Products for Electromagnetic Simulations
COMSOL Multiphysics
I-V terms
EM
wave terms
AC/DC Module
Chemical Engineering
Module
Heat Transfer Module
RF Module
? Equation of Continuity
Potentials
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Magnetic Vector Potential, A Electric Potential, V Magnetic Scalar Potential, Vm
Formulations
Je)
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Magnetostatics, no currents:
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Quasi-statics, unknown H:
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关于COMSOL使用技巧

关于COMSOL使用技巧
一十二、CAD导入
COMSOL除了内建有强大的CAD工具之外,还提供了与其他CAD软件的接口,用户可以方便的直接导入其他CAD软件创建好的模型。
COMSOL的CAD导入功能除了能够正确识别其他CAD文件之外,更重要的是提供了一些修复的工具。就一般的CAD设计过程来说,零件在设计的后期往往会加入一些圆角、倒角之类的特征,另外零件上本身还有一些狭小的曲面,这些特征对于COMSOL仿真的物理结构并不重要,但是却会带来许多不必要的网格,COMSOL提供了CAD修复的功能来自动移除这些圆角、倒角、狭小曲面。
例如前面灯泡的例子,后处理显示的是三维结构外缘的温度分布,而我们关心的实际上是内部的温度分布,因此可以选择抑制某些边界。
一十四、复杂模型绘图
COMSOL的几何建模功能极其强大,其主要体现就在于工作平面的设定。与很多CAD软件类似,COMSOL在用户需要建立复杂三维几何模型时,推荐用户使用工作平面。COMSOL提供了灵活的建立工作平面的方式,用户可以在不同的工作平面上绘制二维的曲线和实体,然后再拉伸或者旋转成三维。用户可以反复选取工作平面,然后将不同的几何旋转或者拉伸到同一三维几何结构中,从而完成复杂模型的绘图。
当非线性较强时,可以将公差因子调小,这样做可以控制迭代时的步长,较小的步长受非线性的影响较小,可能会快速得到结果,但也有可能会产生较大迭代次数,增加计算量。
阻尼衰减参数等,可以根据实际情况进行调整,用户可以指定初始值、最小步长、以及最大步长。如果非线性很强,则应该将最小步长改小,反之可以将最大步长调大。
一十五、几何属性
COMSOL中可以随时查看几何对象的属性,比如如果选中一个三维实体,点击“几何属性”按钮,COMSOL就会在信息窗内给出体积、表面积等信息。选中某两个点,COMSOL就会给出两点之间的距离,以及经过这两点的边的长度等信息。

comsol介绍-AC-DC 模块-中文

comsol介绍-AC-DC 模块-中文

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针对COMSOL的ACDC模块的求解域和边界条件

针对COMSOL的ACDC模块的求解域和边界条件

针对COMSOL的ACDC模块的求解域和边界条件针对COMSOL的AC/DC模块的求解域和边界条件,简单解释如下:1、薄层(1)电屏蔽边界:模拟⾼电导率薄层;(2)阻抗边界条件:模拟⾼电阻率薄层;注意:①均为⽆厚度边界;②使⽤上述边界条件,可以降低⽹格数量和计算量;③降低⽹格量,会导致局部计算的不准确性,体现在薄层内部。

因为该设置只考虑薄层对外场的影响,⽽忽略薄层内部场的分布。

2、磁场仿真(1)⼏何上保持封闭的电流回路;(2)⼏何上开路的线圈,需要设置⼀个边界条件,使回路能闭合;3、单匝线圈域(1)计算模式为:先计算线圈中的电流,然后计算磁场分布;(2)适⽤于匝数较少的情况,该模式下,软件会计算线圈内的电流分布,会考虑趋肤效应;(3)需要增加包围线圈的空⽓域;(4)当趋肤深度⼩于线圈厚度,需要⽤到边界层⽹格;当趋附深度⼩于1/20的导体厚度,不推荐使⽤单匝线圈,⽽使⽤边界层线圈,相当于是⾯电流;(5)单匝线圈域不适⽤瞬态求解(6)间隙馈给(Gap Feed):①⼏何模型中需要画出该边界;指定流过该⾯得电流或电压;可与外电路相连②间隙馈给:不考虑电容耦合效应,本⾝的阻抗与厚度、材料有关③适合DC和低频AC情况,不适⽤⾼频AC情况。

(7)边界馈给(Boundary Feed):①⼏何上需要将边界延伸到外边界上(可以克服“间隙馈给”所不能解决的问题);②交流情况下,推荐使⽤边界层⽹格,便于计算趋肤效应4、多匝线圈域(1)计算均质化电流,不考虑导体线之间的短路情况;线圈做均质化处理,不能看到每根导线上的电流分布,即忽略趋肤效应;(2)当趋肤效应⾼于线圈厚度,可以使⽤多匝线圈域。

⽀持频域和瞬态分析;(3)直导线:①导线为直导线,不需要闭合,但是轴向要直;②必须指定‘参考边’,激励边界必须到达外边界;‘参考边’可以指定为⼀条棱。

③设置导线属性:单根导线的截⾯积,COMSOL使⽤这些数据计算阻抗;(4)圆形①选参考边,实质是确定线圈绕法,即确定电流流向。

comsol-CAD接口简易教程

comsol-CAD接口简易教程

How to contact COMSOL: BeneluxCOMSOL BVRöntgenlaan 192719 DX ZoetermeerThe NetherlandsPhone: +31 (0) 79 363 4230 Fax: +31 (0) 79 361 4212 info@femlab.nlwww.femlab.nlDenmarkCOMSOL A/SDiplomvej 3762800 Kgs. Lyngby Phone: +45 88 70 82 00 Fax: +45 88 70 80 90info@comsol.dksol.dkFinlandCOMSOL OY Lauttasaarentie 52FIN-00200 Helsinki Phone: +358 9 2510 400 Fax: +358 9 2510 4010info@comsol.fisol.fiFranceCOMSOL France19 rue des bergersF-38000 Grenoble Phone: +33 (0)4 76 46 49 01 Fax: +33 (0)4 76 46 07 42 info@comsol.frsol.fr GermanyFEMLAB GmbHBerliner Str. 4D-37073 GöttingenPhone: +49-551-99721-0Fax: +49-551-99721-29info@femlab.dewww.femlab.deNorwayCOMSOL ASVerftsgata 4NO-7485 TrondheimPhone: +47 73 84 24 00Fax: +47 73 84 24 01info@comsol.nosol.noSwedenCOMSOL ABTegnérgatan 23SE-111 40 StockholmPhone: +46 8 412 95 00Fax: +46 8 412 95 10info@comsol.sesol.seSwitzerlandFEMLAB GmbHTechnoparkstrasse 1CH-8005 ZürichPhone: +41 (0)44 445 2140Fax: +41 (0)44 445 2141info@femlab.chwww.femlab.chUnited KingdomCOMSOL Ltd.Studio G8 Shepherds BuildingRockley RoadLondon W14 0DAPhone:+44-(0)-20 7348 9000Fax: +44-(0)-20 7348 9020@United StatesCOMSOL, Inc.1 New England Executive ParkSuite 350Burlington, MA 01803Phone: +1-781-273-3322Fax: +1-781-273-6603COMSOL, Inc.1100 Glendon Avenue, 17th FloorLos Angeles, CA 90024Phone: +1-310-689-7250Fax: +1-310-689-7527COMSOL, Inc.744 Cowper StreetPalo Alto, CA 94301Tel: +1-650-324-9935Fax: +1-650-324-9936info@For a complete list of internationalrepresentatives, visit/contactCompany home pageCOMSOL user forums/support/forumsCOMSOL Multiphysics, CAD Interfacing MinicourseCOPYRIGHT 1994–2005 by COMSOL AB. All rights reservedPatent pendingThe software described in this document is furnished under a license agreement. The software may be used or copied only under the terms of the license agreement. No part of this manual may be photocopied or reproduced in any form without prior written consent from COMSOL AB.COMSOL, COMSOL Multiphysics, and COMSOL Script are trademarks of COMSOL AB.Other product or brand names are trademarks or registered trademarks of their respective holders. Version:September 2005 COMSOL 3.2|2C O N T E N T S2PrefaceImporting a Part from a File 3Example of Importing a Part from a File . . . . . . . . . . . . . . 3Some Notes on the CAD Import Options . . . . . . . . . . . . . 7Importing an Assembly from a File 9Example of Importing an Assembly from a File. . . . . . . . . . . . 9SolidWorks Live Connection 13Example of Using the SolidWorks Live Connection . . . . . . . . . . 13i |C O N T E N T SC O N T E N T S| iiC O M S O L M u l t i p h y s i c s:C AD I n t e r f a c e M i n i c o u r s eC O M S O L M U L T I P H Y S I C S:C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E|1PrefaceThe aim of this course is to give an introduction on how to use the facilities in the CADImport Module, focusing on what steps you can take if things do not work out exactlyas expected. The main parts of the exercises are based on the graphical user interface,but this discussion also includes some examples on how to use the functionality fromCOMSOL Script.2|C O M S O L M U L T I P H Y S I C S:C A D I N T E R F A C E M I N I C O U R S EC O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E| 3Importing a Part from a FileWhen importing a model that is represented as a “part ” in a CAD file, the CAD Import Module translates this model into a COMSOL Multiphysics geometry object. This object behaves exactly like one you create directly in COMSOL Multiphysics. This means that you can continue the modeling process with meshing and analysis in the usual fashion.Example of Importing a Part from a FileT H E N A I V E A P P R O A C H —N O T U S I N G R E P A I RAs an initial exercise, import a quite simple model and study what happens if you do not use the software ’s repair functionality.1Open the Model Navigator and start a new 3D model. 2Select the menu item File>Import>CAD Data From File .3Select the Options button to open up the CAD Import Options dialog box. 4Clear the Repair imported data check box. Also change the method of handlingimported boundary entities by selecting Do not knit .5In the Files of type list select SAT file .6Locate the course directory on the hard disk and select the file example1.sat.4 |C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E7Click Import to close the dialog box and import the geometry. This action alsoopens the Import CAD Data From File progress window.The file imports nicely, but this object consists simply of a number ofnoninterconnected faces. Further, because the tolerance in this model is so large, it is hard to generate a solid object of these surfaces using the standard tools in COMSOL Multiphysics.T H E S E C O N D A P P R O A C H —U S I N G R E P A I RNow give this model another try but take advantage of the software ’s repair functionality. This functionality is active by default, and in almost all cases it is worthwhile to use, even for CAD models in formats that contain all the necessary geometry and topology information. In those cases the CAD system used to create the model probably has requirements with regards to precision that differ from those necessary when using a CAD model as the basis for a mathematical analysis.1Select the menu item File>Import>CAD Data From File .2Select the Options button to open the CAD Import Options dialog box. 3Select the Repair imported data check box and select Try forming solids.C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E| 54Once again select the file example1.sat.This time the result is slightly better because some of the faces are now connected. You can observe this improvement by selecting the different entities, of which there should be three. This result indicates that the repair functionality was able to knit some but not all of the surfaces. This is often an indication of a tolerance that is too small. So now you might test this hypothesis.1Select the menu item File>Import>CAD Data From File.6 |C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E2Select the Options button to open the CAD Import Options dialog box, then changethe Repair tolerance to 5e-4. Note that this is a relative tolerance.3Once again select the file example1.sat and study the results.This time the results give what you want. Using this larger tolerance it is possible to knit all the surfaces together, thereby removing all the gaps. The imported geometryobject is a solid body, which can be used for meshing and thus for analysis.You do not have to change the parameters available in the CAD Import Options dialogbox very often. The case just presented, where it was necessary to modify the repairtolerance, is rather rare. However, it is good to have an idea as to which options canbe tuned to make a successful import if you get an error message or an incompletegeometry model after having made the import.E N T I T I E S T O I M P O R TVarious file formats store information differently, and thus not all entity types areavailable in all formats. Solid entities are, for example, quite rare in VDA-FS and IGESfiles, but they are essential in SAT and Parasolid files. Those files not containing anysolid entities instead have are some boundary entities (if it is not a wire model). Thedefault behavior in COMSOL Multiphysics is to try to knit those boundaries togetherand form a solid body if possible. The reason for this behavior is that solid elementsare necessary in most analysis types. For simulation on shells this step is not necessaryand can be turned off. This step can save some time, and the import is a bit more likelyto succeed. The option of not knitting surfaces is interesting to use almost only if thereare severe problems repairing the model or if you get strange failures.R E P A I R O F I M P O R T E D D A T ARepairing a CAD model means that the software removes short edges, overlappingedges, and gaps. The tolerance is a relative quantity. It reflects the size of the detailsselected for removal relative to the size of the entire geometry. The default value ofC O M S O L M U L T I P H Y S I C S:C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E|71e-4 means that entities and gaps smaller than 1e-4 times the scale of the completebody are removed if possible. This default tolerance works in most cases, but it cansometimes be slightly larger. Repair tolerances larger than 1e-2 probably make thegeometry model very strange, and the chance of getting a failure increases. Values inthe range 1e-5 to 1e-3 are realistic.8|C O M S O L M U L T I P H Y S I C S:C A D I N T E R F A C E M I N I C O U R S EImporting an Assembly from a FileA CAD model represented as an “assembly” or a multibody part is a collection ofbodies. When importing such a model, each body becomes a COMSOL Multiphysicsgeometry object.With several geometry objects present, there are two ways to continue the modelingprocess:•Move each geometry object to a separate geometry tab and use coupling variables to link the objects. This is usually the best option when dealing with assemblies.•Keep the objects in the same geometry. When you leave the Draw mode, thesoftware combines them into one object. You achieve the same result by clicking theUnion button on the Draw toolbar. This does not work, however, if the bodies donot exactly match.In this example you import an assembly and use coupling variables to set up a completeCOMSOL Multiphysics model.I M P O R T I N G T H E A S S E M B L Y1Open the Model Navigator and start a new 3D model.2Select the menu item File>Import>CAD Data From File.3In the Files of type list choose Parasolid file.4Locate the course directory and select the file example2.x_t.5Click Import to close the dialog box and import the geometry. This action alsoopens the Import CAD Data From File progress window.6Click the Headlight button on the Camera toolbar to get a better 3D impression of the geometry.I N T R O D U C I N G M U L T I P L E G E O M E T R Y T A B SWith this example file you get three objects in the same geometry. Move each of themto an individual geometry by following these steps:1From the Multiphysics menu select Model Navigator.2Click the Add Geometry button, and in the resulting dialog box click OK.C O M S O L M U L T I P H Y S I C S:C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E|910 | C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C A D I N T E R F A C E M I N I C O U R S E3Repeat Step 2 to create a third geometry.4Click OK in the Model Navigator dialog box.5Now you have created three geometries. View the original one by clicking the Geom1 tab.6Select the right-most geometry object by clicking on it.7From the Edit menu select Cut .8Click the Geom3 tab.9From the Edit menu select Paste , then click OK in the Paste dialog box.10Return to the original geometry by clicking the Geom1 tab.11Of the two remaining geometry objects, select the one to the right by clicking on it.12From the Edit menu select Cut .13Click the Geom2 tab.14From the Edit menu select Paste , then click OK in the Paste dialog box.15Return to the original geometry by clicking the Geom1 tab.16To visualize the two objects you have moved to Geom2 and Geom3, select the View all 3D Geometries button in the Visualization/Selection toolbar.17Generate default meshes for the three different parts by selecting Initialize Mesh foreach geometry tab.Model NavigatorOpen the Model Navigator from the Multiphysics menu to add the Electrostaticsapplication modes to all 3D geometries:1From the Multiphysics menu choose the Model Navigator.2Select Geom1 (3D) in the list of geometries in the Multiphysics area.3In the list of application modes, open the COMSOL Multiphysics>Electromagnetics folder. Select Electrostatics and click Add.4Repeat this for the other two geometries.Boundary Settings1In Geometry 1, set Boundary 1 to ground and all other to Zero charge/symmetry.2For Geometry 2, let all boundaries have Zero charge/symmetry.3Finally, for the third geometry, use the Electric potential boundary condition on Boundary 25 to set the electric potential to 1. For all other boundaries the Zerocharge/symmetry boundary condition is used.To couple the electric potential between the different parts, use identity boundaryconditions.4Click the Geom3 tab.5From the Physics menu point to Identity Conditions, and then click Identity Boundary Conditions.6Select Boundaries 1, 2, 4, 5, and 6.7Enter V in the top row under Expression.8Move to the Constraint name column. The default name ipconstr1 should appear automatically.9Click the Destination tab.10Select Geom2 in the Geometry list.11Select Boundaries 21-25 in the user interface, then select the Use selected boundaries as destination check box or select these boundaries directly in the Boundary selectionlist.12Enter V in the Expression edit field.13Click OK.14Click the Geom2 tab.C O M S O L M U L T I P H Y S I C S:C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E|1112 | C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C A D I N T E R F A C E M I N I C O U R S E15Create a new identity condition with the same variable name. Use Boundaries 1, 2, 4-14 in Geom2 as the source and Boundaries 13-25 in Geom1 as the puting the SolutionClick the Solve button on the Main toolbar to start the analysis.Postprocessing and VisualizationTo show the electric potential distribution in the entire model, take the following steps:1From the Postprocessing menu choose Plot Parameters.2Select Geom1, Geom2 and Geom3 in the Geometries to use list.3Select Boundary as Plot Type.C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E | 13SolidWorks Live ConnectionWith the CAD Import Module you can set up a live connection between COMSOL Multiphysics and the SolidWorks CAD system. In this way, the modeling environment mirrors the SolidWorks model as a COMSOL Multiphysics geometry. The connection is truly bidirectional. On the one hand, you can modify a model in SolidWorks and simultaneously update the COMSOL Multiphysics geometry. On the other hand, you can define constants in COMSOL Multiphysics, which SolidWorks can use as geometric parameters.This simple example illustrates how to use SolidWorks in connection with COMSOL Multiphysics using the parametric modeling capabilities in SolidWorks.S O L I D W O R K S C O N N E C T I O N1Open example3.SLDPRTin SolidWorks.14 | C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C A D I N T E R F A C E M I N I C O U R S E2Initialize the connection from COMSOL Multiphysics by selecting SolidWorks Connection>Initialize from the File menu.In this SolidWorks part there are two equations that defines Variables l1 and l2. With the help of these variables you can parametrized the model from within COMSOL Multiphysics.1Open the Constants dialog box from the Options menu.2Add a parameter with the name l1 and give it the expression 0.04.3Update the geometry objects imported from SolidWorks by selecting SolidWorks Connection>Update from the File menu.M O D E L N A V I G A T O RTo understand the power of this feature, it is good to add some physics settings. 1From the Multiphysics menu choose the Model Navigator .2In the list of application modes open the COMSOL Multiphysics>Electromagnetics folder. Select Electrostatics and click Add .B O U N D A R Y S E T T I N G S1Set the electric potential to 1 on Boundary 3 using Electric potential boundarycondition.C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C AD I N TE RF A C E M I N I C O U R S E | 152Use Ground as the boundary condition on Boundary 4.3Set all other boundaries to Zero charge/Symmetry .C O M P U T I N G T H E S O L U T I O NClick the Solve button on the Main toolbar to start the analysis.S O L I D W O R K S C O N N E C T I O NNow change the parameter to see the result in the solution.1Open the Constants dialog box from the Options menu.2Add a parameter with the name l1 and give it the expression 0.5.16 | C O M S O L M U L T I P H Y S I C S : C A D I N T E R F A C E M I N I C O U R S E 3Update the geometry objects imported from SolidWorks by selecting SolidWorks Connection>Update from the File menu.C O M P U T I N G T H E S O L U T I O NClick the Solve button on the Main toolbar to start the analysis.The boundary conditions have now been updated and the expected simulation isperformed on the new model.。

COMSOL ACDC模块PPT课件

COMSOL ACDC模块PPT课件

Material Library
Acoustics Module
Earth Science Module
MEMS Module
Structural Mechanics Module
CAD Import Module
.
Various multiphysics combinations with electric fields not available in AC/DC and RF modules (Piezoelectric, Piezoresistive, Electrokinetic, Electroosmotic, etc.)
3
Maxwell’s Equations
H J D t
E B t
D B 0 J
t
• Maxwell-Ampere’s law
• Faraday’s law • Gauss’ law, electric • Gauss’ law, magnetic
• Equation of Continuity
Mastering AC/DC and RF Simulations
Magnus Olsson
.
1
Contents
• Introduction to the RF and AC/DC Modules
– Formulations – Choosing solvers
• Tips and tricks
1) In-Plane [Electric and] Induction currents ({Ax, Ay} [; V])
2) Transient In-Plane TM waves ({Ax, Ay})
3) Transient In-Plane Hybrid waves ({Ax, Ay}; Az)

comsol简单技巧

comsol简单技巧

comsol简单技巧一、整体模型:1、时间控制:I=I1*(t>=0 )*( t<=600)+I2*(t>600 )*(t<1200)+I3*(t>=1200 )*( t< =1800)2、模型耦合的建立:S T U D Y 11 In the Model Builder window, right-click Study 1 and choose Show Default Solver.2 Expand the Study 1>Solver Configurations node.Solver 11 In the Model Builder window, expand the Study 1>Solver Configurations>Solver1>Stationary Solver 1 node, then click Fully Coupled 1.2 In the Fully Coupled settings window, click to expand the Method and Termination section.3 From the Nonlinear method list, choose Automatic highly nonlinear (Newton).4 In the Model Builder window, right-click Study 1 and choose Compute.3、无限元域例子:flexible-footing (在ACDC里)4、在comsol中设置一个参数,然后这个参数取不同的值,然后一次性把这些结果全部算出来的方法:参数化扫描。

在study中设置参数化扫描,在求解设置中设置,选择参数并添加,下拉框设置扫描二、ACDC相关:1、阻抗边界条件:/doc/073784257.html,/s/blog_8bbbadd001 0192er.html阻抗边界条件(Impedance Boundary Condition)计算集肤效应的一个有效替代的方法是用阻抗边界条件(Impedance Boundary Condition)简化金属计算域。

Comsol软件介绍

Comsol软件介绍

我不是做广告的啊COMSOL介绍COMSOL Multiphysics多物理关注前沿科技,解决多场直接耦合难题——COMSOL Multiphysics助您登上科学的巅峰COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件。

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”。

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双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。

COMSOL公司于1986 年在瑞典成立,目前已在全球多个国家和地区成立分公司及办事机构。

COMSOL Multiphysics起源于MATLAB的Toolbox,最初命名为Toolbox 1.0。

后来改名为Femlab 1.0(FEM为有限元,LAB是取自于Matlab),这个名字也一直沿用到Femlab 3.1。

从2003年3.2a版本开始,正式命名为COMSOL Multiphysics。

COMSOL Multiphysics以其独特的软件设计理念,成功地实现了任意多物理场、直接、双向实时耦合,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 Multiphysic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 Multiphysic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显著特点求解多场问题 = 求解方程组,用户只需选择或者自定义不同专业的偏微分方程进行任意组合便可轻松实现多物理场的直接耦合分析。

comsol中的CAD导入

comsol中的CAD导入

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案例: 案例:修复
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切面数据格式
• 格式:IGES,VDA-FS 格式:IGES,VDA• 主要目的:早期的CAD交换 主要目的:早期的CAD交换 CAD –不能描述现代几何内核特征 不能描述现代几何内核特征 • 精确的描述几何结构 • 没有拓扑或连接信息 –被COMSOL导入时需要计算 被COMSOL导入时需要计算
2010年中国区用户年会 2010年中国区用户年会
COMSOL Multiphysics CAD导入 导入
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平面式CAD数据结构 数据结构 平面式
• 格式:STL,VRML 格式:STL, • 主要目的:虚拟化 主要目的: –不是“真实”的CAD数据 不是“ 不是 真实” CAD数据 • 只是近似的结构化 • 没有拓扑信息 –被COMSOL导入时需要计算 被COMSOL导入时需要计算
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COMSOL计算声波导问题的2.5维方法( 2010年COMSOL用户年会用户发言)

COMSOL计算声波导问题的2.5维方法( 2010年COMSOL用户年会用户发言)
2010年中国区用户年会
计算声波导问题的2.5维方法
张海澜 林伟军 王秀明 中国科学院声学研究所
声波导
• 在一个方向伸展,声波(弹性波)可以在其 中传播的结构 • 管,棒,板 • 介质, 流体, 固体,压电体 • 界面形状不变
流体波导
• 流体波动方程
p p p p 2 2 2 2 0 2 x y z c t
• • • • 变换 时间域 频率域 长度方向 波数域 截面方向不变
1 4
2
P , k , x, y
i kz t dkd p(t, x, y, z) exp
p(t, x, y, z ) P , k , x, y exp i kz t dkd
• 并行计算 • 不必考虑端点反射 • 均匀波导
14KHz
8KHz
4KHz
椭圆波导
• 椭圆 240X160mm • 无解析解
14KHz
8KHz
Black line
4KHz
2KHz
Red line
钢管壁流体波导
小结
• 用2.5维方法计算声波导问题. • 用COMSOL计算频率波数域中的二维问题
k 2 2 a 0 0
γ 0
0
k 2 2
0
0 2 k 2 2 0
流体圆波导
• 外圆直径 200mm • 内圆直径 100mm • 频率 0-40KHz • 波数 0-150(1/m)
计算结果
• • • • 与解析解比较,误差小于0.1% 一个频率波数点计算约1秒 400 频率点, 250 波数点 ~24 小时
谢谢
ikU1,1 U3,11 U3,22 ikU 2,2 ik U1,1 U 2,2 k 2 2 U3 2U3 0

COMSOL MultiphysicsAC-DC模块

COMSOL MultiphysicsAC-DC模块
界处场值等于背景场)
薄层边界 • 薄低磁导率间隙(内边界,相对磁导率比
周围材料小得多) • 磁屏蔽(高磁导率薄层,磁场屏蔽)
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
电感模拟
• 比电阻电容难模拟 • 两种基本方法:
• 同时求解磁场和电场电流(A-V求解) • 已知电流分布,外部电流密度作为磁场输入项(A求解)
➢ 悬浮电位:完美导体等 势面但电势未知,电场 线垂直边界
Cylinder:r=10cm,h=0.5cm,z=-2 Sphere:R=range(15,6,39)
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例——介电屏蔽(左)vs薄低磁 导间隙(右)
Rec1:a=8cm,b=10cm,x=0.1cm,y=-5cm Rec2:a=3.5cm,b=1cm,x=0.1cm,y=2cm Fillet:0.5cm Copy:y=-5cm Circle1:r=0.95,x=0.1 Circle2:r=1,x=-0.1,layer1=1mm
• 法拉第定律描述了时变磁场可以产 生电场
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
电尺寸
D<< l ACDC 模块
时变场相互感生的延迟效应可忽略,场变化 主要由电流或电荷的变化引起,准静态近似 。
0.1 l
D ~ l RF模块
电磁场相互感生,体现出波动性 。
Geometry Optics (Particle tracing in V4.2a)
• 直流电阻 • 交流损耗电容 • 可忽略电磁感应的交流传输 • 任意时变电流下电场

comsol操作技巧

comsol操作技巧

c o m s o l操作技巧-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANcomsol操作技巧下面是本人在利用comsol解决实际问题时碰到的一些问题,通过上网查询,以及自己想出的方法进行解决,很多是网络是无法直接查询到,希望和大家一起分享,也许其中的某条正是你下载冥思苦想要解决的问题,希望能够帮到你。

上网查找的部分如有侵权,请告之删除,谢谢!(一)利用comsol的计算源程序,来建立新的循环计算如果需要利用其它计算后的数值代入到comsol进行后计算,这就不可避免的要利用comsol的源程序进行后学的连续计算,这里主要需解决在次计算利用上次计算初始值的问题,下面两段就是有无利用上次计算结果作为初始值的程序:%正常的求解% Solve problem=femtime(fem, ...'solcomp',{'T'}, ...'outcomp',{'T'}, ...'blocksize','auto', ...'tlist',[colon(0,,1)], ...'estrat',1, ...'tout','tlist', ...'linsolver','gmres', ...'itrestart',100, ...'prefuntype','right', ...'prefun','gmg', ...'prepar',{'presmooth','ssor','presmoothpar',{'iter',3,'relax',},'postsmooth' ,'ssor','postsmoothpar',{'iter',3,'relax',},'csolver','pardiso'}, ...'mcase',[0 1]);%将上次求解结果作为下次计算的初始值的求解% Mapping current solution to extended meshinit = asseminit(fem,'init',,'xmesh',,'blocksize','auto');%(此处是关键)% Solve problem=femtime(fem, ...'init',init, ... %(此处是关键)'solcomp',{'T'}, ...'outcomp',{'T'}, ...'blocksize','auto', ...'tlist',[colon(0,,1)], ...'estrat',1, ...'tout','tlist', ...'linsolver','gmres', ...'itrestart',100, ...'prefuntype','right', ...'prefun','gmg', ...'prepar',{'presmooth','ssor','presmoothpar',{'iter',3,'relax',},'postsmooth' ,'ssor','postsmoothpar',{'iter',3,'relax',},'csolver','pardiso'}, ...'mcase',[0 1]);(二)对常数进行赋值下面一段程序是comsol中常数的赋值语句:% Constants= {'U0','', ...'I0','35', ...'It1','35', ...'It2','35', ...'It3','35', ...'It4','35', ...'Vt1','4', ...'Vt2','4', ...'Vt3','4', ...'Vt4','4', ...'OpenVt1','', ...'OpenVt2','', ...'OpenVt3','', ...'OpenVt4',''};我们可以通过以下语句对其中的35,4,进行修改It1=700;It2=700;It3=700;It4=700;(1,6)={It1};(1,8)={It2};(1,10)={It3};(1,12)={It4};这样就可以实现常量变成变量,进行计算了(三)启动COMSOL with MATLAB 2007b时,MATLAB和COMSOL Multiphysics用户界面都没有出现该问题多出现在Windows上使用COMSOL with MATLAB 2007b,MATLAB 2007a及更早的版本没有这种问题。

comsol软件文档资料集锦(十三)

comsol软件文档资料集锦(十三)

13.船体板高频感应加热的多场耦合数值分析
针对船体曲面板的感应加热成形过程,基于COMSOL Multiphysics软件建立钢 板静止式高频感应加热的二维数值模型。通过数值分析,研究钢板加热和水冷 过程中温度场的分布规律和变形情况。结果表明:钢板温度场和板面局部收缩 量的模拟结果与实验测量值一致;加热开始后,钢板加热线上的温度很快达到 居里点,然后保持稳定;在变化趋势上,上下板面的温差曲线和加热线上的垂向 挠度变化曲线相似。
11.新型磁流变减振器磁-流耦合有限元分析 利用多物理量耦合有限元软件COMSOL Multiphysics建立新型磁流变减振器磁 场和流场耦合的轴对称有限元模型。分析多环槽活塞的几何形状对磁场分布 的影响,针对其磁场分布不均匀的特点,采用变齿宽优化活塞结构。并在前人 关于多环槽的特征尺寸参数对阻尼力影响研究的基础上着重对活塞矩形齿齿 宽耗能进行了分析,为新型减振器设计和性能预测提供依据。
真结果与标定值之间的误差小于6%,验证了设计的合理性和可行性。
10.平面度检测气动测头的设计 为实现刹车片刚背平面度的在线检测,根据气动差压测量原理,利用COMSOL Multiphysic有限元软件仿真px-s曲线,考虑工作压力,主喷嘴、测量喷嘴孔径 对气动测头分辨率和线性范围的影响,设计一种用于平面度在线检测的气动测 头。该气动测头主喷嘴、测量喷嘴孔径均为1.2mm,工作压力为0.3MPa。验证 结果表明,该气动测头测量精度高、稳定性好,可应用于生产实际。
术对微细槽道内的饱和沸腾传热有明显的强化效果。
8.脉冲涡流矩形传感器参数仿真优化设计
脉冲涡流矩形传感器是近年来涡流无损检测的研究热点。采用COMSOL有限元 仿真软件建立了矩形探头有限元仿真模型,以电导率变化为变化因子,使用单 因素轮换法对矩形探头的尺寸比例进行了优化设计。通过仿真实验和数据分 析,得出矩形探头长宽高比例为2∶1∶1.5时,探头的灵敏度、线性度最佳。本 仿真优化结论可为使用脉冲涡流进行矩形探头缺陷或应力检测提供参考。

comsol中的CAD导入

comsol中的CAD导入

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CAD导入模块
• 目的 –将COMSOL Multiphysics与设计过程集成 –不需要在COMSOL Multiphysics中重新绘制几何 –使模拟大型和复杂的问题变得更容易 • 基于Parasolid的CAD内核 • 支持多种CAD文件格式 • 与Solidworks,Pro|ENGINEER, Autodesk Inventor 双向 连接,便于进行结构参数化设计 • 可自定义导入误差 • 可修复缺陷
修复-缺口C4C3C4 NhomakorabeaC3
C1
C2
C1 将C4延长到C3
C2
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– ACIS® (.sat, .sab) – Parasolid® (.x_t, .x_b, .xmt_bin) – STEP (.step) – IGES (.igs)
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案例:修复
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COMSOL 学习

COMSOL 学习
其中为空间总电荷密度为真空介电常数为介质的相对介电常数rt利用comsol的局域变量功能可以简单地对不连续界面现象例如界面双电层的介电常数变化等进行描述和研nation水界面的电势分布
利用Comsol计算界面双电层
武汉大学 陈胜利实验室
电化学界面
电化学界面存在电势分布和物质的浓度梯 度。 电化学反应会改变这些分布。 这些分布对于界面的电化学过程发生影响。
i
利用Comsol的局域变量功能可以简单地对不连续界面 现象,例如界面双电层的介电常数变化等进行描述和研 究。
Nation-水界面的电势分布:
动态双电层
电化学反应对物质浓度 分布的影响 流量
J i = − Di ∇ci + ui ci ∇ψ
Zi F ui = − Di RT
稳态下 ∇J i = 0
平衡态
空间电势分布会影响到带电粒子的分布。带电粒子的不均匀 分布引起电荷聚集,从而改变空间电势分布 玻尔兹曼分布。 为物种i的浓度; c荷数; cib i Poisson方程:
ci = cib × e

Z iψF RT
为该物质在溶液本体的浓度;Zi为其电
εΔψ = −
4πρ
ε0
其中 为空间总电荷密度,ε0为真空介电常数,ε为 ρ = ∑ Z i ci 介质的相对介电常数
0'
0.2
半径为1nm的电 极上-1价和+1价 离子的单电子还 原反应的极化曲 线。反应物浓度 为5mM,溶液当 中存在浓度为 0.5M的1-1型支 持电解质。k0 = 1.0 cm/s, D = 1×10-5 cm/s2, α = β = 0.5,反应 平衡电势等于电 极-溶液界面的零 电荷电势。
i / idL
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CCAADD IIMMPPOORRTT MMOODDUULLEE
LLIIVVEELLIINNKK™ ™ FFOORR MMAATTLLAABB®®
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AC/DC模块应用实例
电动机和发电机
电子学
元件
机械
感应加热
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议程安排
• 电力与电子仿真 • COMSOL Multiphysics AC/DC模块功能介绍 • AC/DC模块4.0a新特点 • 典型实例分析
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• 当设计一个新的电子器件时,其SPICE参数未知。设计者可 以通过有限元分析或实验测量来获得SPICE参数值。
• 本例计算一个简单的放大 电路,用COMSOL有限元 模型替换SPICE中的一个磁 芯电感,计算该电感器在 真实电路中的情况。
• 导入SPICE网表,连接电路 和有限元模型。
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声学
AACCOOUUSSTTIICCSS MMOODDUULLEE
传热
HHEEAATT TTRRAANNSSFFEERR MMOODDUULLEE
化学反应工程
CCHHEEMMIICCAALL RREEAACCTTIIOONN EENNGGIINNEEEERRIINNGG MMOODDUULLEE
电池与燃料电池
–时变 –时变和非线性 –各向异性 –空间变化 –不连续
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–吸收种类 sin(kr)
• AC/DC模块有无限元作为吸收/ 开放边界条件
–吸收种类 exp(-ar)
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实例:放大电路中的电感
• 现代电子器件复杂程度极高,在产品开发和制造过程中更 依赖于计算机辅助设计,常用的计算软件基于SPICE格式。
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应力特征
• 介电常数、电导率和磁导率能 包含任何变量的非线性关系, 包括应力分量
• 结构分析包括实体和壳,各向 异性,弹性,超弹性 (橡胶)
• 结构变形允许改变微波腔体的 形状 ,从而计算频率漂移
• 辐射压力项能作为载荷施加于 边界或体 (超高功率峰值时结构 破坏)
优化
OOPPTTIIMMIIZZAATTIIOONN MMOODDUULLEE
材料库
MMAATTEERRIIAALL LLIIBBRRAARRYY
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COMSOL Multiphysics 4.0a
电力与电子仿真
—中仿科技网络研讨会— 高级技术工程师
鲍伟 (Feit Bao) 中仿科技
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非线性多物理场:强耦合
• 双向耦合:传热 • 双向耦合:结构分析 • 三向耦合:非线性热应力 • 四向耦合:
– 非线性热应力和移动网格计算的大变形:由热引起的 特征频率漂移
• 任意非线性耦合,上述或其他物理场,包括流体 流动 (MHD/EHD)
一般电磁仿真特征
• 频域 E 和 H 场传播 (正弦输入) • 频域 A-V 场 (正弦输入)
• 时域 E 和 H 场传播 (脉冲和峰) • 时域 A-V 场:低于波长的元件设计
(脉冲பைடு நூலகம்峰)
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电力与电子仿真
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低频仿真 AC/DC模块
• 什么是低频?
–低频:当电设备尺寸小于0.1 x 波长 –设备并没有“看见”电磁波的方向,
仅仅是随时间变化的电场
λ
0.1 x λ
电尺寸
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AC/DC模块的应用模式
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• 非线性功率输入 - 与热学关联
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材料属性,频域
• 材料能同时为:
–复数值
对于介电常数、折射率、电导率或磁导率,直接输入类似 2.5-j*0.1 或 exp(-j*pi/2*(z+x))等的数值
–频率相关 –各向异性 –空间变化 –不连续 –非线性,例如温度 T:
例: 对于电导率,直接输入数值 5e6*(1-0.01*(T-273.15)) 或 5e6*exp(-0.01*(T-273.15))
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材料属性,时域
• 材料能同时为:
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边界条件,时域
• 任意激发形状,包括
–截断高斯 –矩形 –测量值 – 基于表格,覆盖时空 –任意截面的模式形状计算结果 –开关/脉冲 –非线性 –时间变化 –空间变化 –不连续
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热学特征
• 介电常数、电导率和磁导率 能包含任何变量的非线性关 系,包括温度
• 边界条件包括对流散热和热 辐射/带视因子的再辐射计算
• 当同时求解瞬态非线性传热 时,连续波能被开关 (on/off)
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BBAATTTTEERRIIEESS && FFUUEELL CCEELLLLSS MMOODDUULLEE
地球科学
EEAARRTTHH SSCCIIEENNCCEE MMOODDUULLEE
等离子体
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计算流体力学 CCFFDD MMOODDUULLEE
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AC/DC 和 RF 的区别
• AC/DC模块的A+V 本构是全波
,无近似
• RF模块的E 和H 本构也是全波
• RF模块的E和H本构提供更适合 高频的边界条件 = 端口边界条件
• RF模块对电磁波有吸收/开放边 界条件和PMLs
–作为点特征可供选择
• 任意厚度金属层的过渡边界条件
–薄层能以边界来模拟
• 接触阻抗边界条件
–薄层能以边界来模拟
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