COMSOL Multiphysics 结构力学模块介绍
comsol 结构力学模块1 Introduction
The Structural Mechanics physics interfaces are the backbone of the module. These have predefined formulations for the capabilities as described above. This guide gives an overview of these interfaces as well as examples of the modeling procedures used with these interfaces. The Applications Simulations in structural mechanics are used in a wide range of applications—from the microscale in MEMS components to the geomechanics scale of civil engineering
Part No. CM021105
Contents
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 The Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 The Structural Mechanics Module Interfaces . . . . . . . . 8 Physics List by Space Dimension and Study Type . . . 12 Model Examples in this Guide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Opening the Model Library. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 The Fundamentals: A Static Linear Analysis. . . . . . . . . . . 16 Parametric Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Modeling Techniques for Structural Mechanics . . . . . 39 Including Initial Strain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Modeling Thermal Expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
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
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COMSOL Multiphysics 简要介绍
PassCode: 9FFF10F-TYUS-110101-5073427-515568972
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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
结构力学模块简介
结构力学模块简介结构力学模块简介© 1998–2015 COMSOL受/patents中列出的美国专利和美国专利 7,519,518、7,596,474、7,623,991、8,457,932、8,954,302、9,098,106 及 9,146,652的保护。
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其他链接：•技术支持中心：/support•产品下载：/support/download•产品更新：/support/updates•COMSOL 社区：/community•活动、年会和培训：/events•视频集锦：/video•知识库：/support/knowledgebasePart number: CM021105目录简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5结构力学仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5结构力学模块物理场接口. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9根据空间维度和研究类型排列的物理场接口 . . . . . . 13基本原理：静态线性分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16参数化研究 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35结构力学建模技巧 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48包含预应变. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49对热膨胀建模. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 App库中的示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58| 34 || 5简介结构力学模块是对结构和固体力学应用和设计进行建模和模拟的定制模块。
COMSOL Multiphysics CFD模块介绍
COMSOL Multiphysics CFD模块介绍
计算流体力学(CFD)模块是COMSOL产品套件中对于复杂流体模拟的首选工具。
利用先进的湍流模型我们可以仿真可压缩流体和不可压缩流体的自然对流或强迫对流。
CFD模块的一个重要特性便是它能够精确地模拟多物理场流，比如非等温流的共轭热传，流构耦合，伴有粘性加热的非牛顿流，和粘度伴随浓度变化的流体。
多孔介质流接口能够实现各向同性，各向异性介质，以及自动结合自由流和多孔区域的模拟。
此外还可以实现对搅拌容器的旋转构件的二维和三维流体模拟。
针对均质两相流的模块接口包括了一个由细悬浮颗粒流和宏观尺寸气泡流的泡状流组成的混合模型。
对于跟踪两相流界面，我们提供了水平集和相场两种解决方法。
CFD模块中有针对先进传输和反应流体模拟提供了结合化学反应工程模块时自动扩展的工具。
对于流构耦合，可以利用结合结构力学模块和CFD模块来解决弹性固液耦合，以及流润滑和流体弹性力学。
应用领域：
•共轭传热
•旋风分离器,过滤器和分离装置
•电子冷却
•风扇，格栅和泵
•车辆和结构的外部绕流
•管道，阀门，接口和喷嘴内的流体
•流化床和喷剂
•流构耦合(FSI)
•气泡流
•热交换和散热凸缘
•润滑和流体弹性力学
•医药/生物物理应用，如血管血流问题
•混合器和搅拌容器
•非等温流
•非牛顿流
•聚合物流和粘弹性流
•多孔介质流
•沉淀，乳液和悬浮液
•湍流。
COMSOL Multiphysics RF模块介绍
COMSOL Multiphysics RF模块介绍
对于射频、微波和光学工程的模拟，需要模拟电磁波在结构内部和周围的传播。
该结构可以是金属、电介质、旋磁，甚至是具有工程特性的超材料。
RF模块中提供了端口与散射边界条件、复杂、各项异性材料模型、完全匹配层等功能，以及目前最好的求解器。
RF模块提供了高级的后处理工具，如S-参数计算和远场分析等。
结合COMSOL无与伦比的与其它物理场耦合的功能，为用户提供业界领先的电磁波多物理场解决方案。
应用领域：
1.天线、波导和谐振腔
2.Bloch-Floquet周期列阵结构
3.循环器和方向耦合器
4.表面等离子体生热
5.高速互联
6.超材料
7.微波和射频加热
8.微波癌症治疗
9.微波器件
10.微波烧结
11.石油探测/海床探测
12.散射和雷达散射截面的散射场公式
13.天线的S参数分析
14.波导和光子中的应力光学效应
15.天线和波导中的热应力效应
16.手机辐射对生物组织加热
17.传输线/波导线
肿瘤的微波加热
同轴波导耦合
微波滤波腔内的热漂移
6GHz的贴片天线
微带电容
三个端口的铁淦氧循环器
微波炉
手机辐射分析。
COMSOL Multiphysics 结构力学模块介绍
COMSOL Multiphysics 结构力学模块介绍
结构力学模块专门用来计算结构的受力及变形情况。
例如，计算部件或子系统在载荷下的变形情况，对壳结构和桁架结构的分析功能等。
模块分析功能包括：
∙静力分析；
∙准静态瞬态分析；
∙动态分析；
∙固有频率分析；
∙频率响应分析；
∙线性屈曲分析；
∙弹塑性行为；
∙超弹性行为；
∙大变形分析；
∙参数研究。
基于材料破坏临界面理论，在后处理中可对结构进行高、低循环疲劳分析和多轴疲劳分析。
针对具体对象，结构力学模块可以和COMSOL Multiphysics模块或者其他分析模块任意组合，来分析实际问题中的多物理场现象。
应用领域：
∙声学－结构耦合
∙生物力学和生物工程学
∙屈曲分析
∙弹塑性材料和超弹性材料分析
∙机电设备
∙疲劳分析
∙流固耦合
∙断裂力学
∙多物理场接触
∙压电效应
∙聚合物力学
∙应力光学效应
∙热摩擦
∙热－结构耦合
∙粘弹性和热力蠕变
血管血流分析：血管在血流作用下发生变形
微型机器人足部三维模拟
曲轴模态分析
流-固耦合分析
血管支架展开过程的变形分析
粘弹性结构阻尼器。
COMSOL_结构力学
Model courtesy Comet AG, Switzerland.
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
Inventor 实时连接
®
TM
• 连接COMSOL Multiphysics 和Inventor. • 参数扫描并在Inventor中直 接设计优化。
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
瞬态分析
• 刚性连接处位移（x,y,z）随时间变化：
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
特征频率
• 分析结构在外界载荷下的固有频率大小： • 六个最小特征频率：
f=117Hz
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
预应力特征频率
• 分析结构在无载荷下的固有频率大小： • 六个最小特征频率：
装配体
• 对大的CAD模型，有时不采 用一致性网格将更有效 • 图中显示的是F1赛车前翼 的1/2，其网格剖分采用了 装配体特征
• 一个装配体对象包括几个 组合几何体对象
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
支架结构分析
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！ Infi实！
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
刚性连接
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
弹性固定
弹性固定
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
瞬态分析
• 载荷分布：
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
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结构力学模块介绍
– 粘弹性
• 用户自定义非线性材料模型 • 大形变（结构非线性）
– 大位移/旋转 – 应力硬化效果和非线性弯曲
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分离鼓振动分析
第12个本征值为11.6Hz，阀动器的大 振幅
最小的本征值为3.21Hz，大尺度管线 的缺点
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结构力学模块
静态线弹性分析
多物理场
热－固耦合 压电 声－结构耦合 流－固耦合
动态和振动
模态分析 频响分析 瞬态分析
非线性分析
材料非线性 结构非线性 边界非线性
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案例展示
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结构力学模块的特点（续）
• 坐标系统
COMSOL Multiphysics结构力学应用
• 材料非线性问题 -- 弹塑性材料模拟
• 接触问题
阻尼影响
• 钢结构支架通常存在百分之几的阻尼比
边界载荷
• 设定边界载荷大小，在边界载荷上右键添加谐波扰动。
频域求解器设置
• 前面的分析表明，第一共振频率是117赫兹。为了 正确捕获的共振峰，可以围绕这些频率值进一步分 析。
预应力频率响应分析
• 在圆孔处添加一个旋转坐标系下的边界载荷。
非线性问题
预应力和应变
• 模型在施加所考虑的荷载之前已存在应力或应变
线性屈服分析
• 大变形梁
粘土层屈服分析
• 岩土材料本构 • 使用无限元 • 网格的使用
应力集中
• 轮毂中的应力集中问题。首先通过求解全局模型获 得变形，然后将变形作为边界在一个局部子模型中 求解应力集中。
静态线性分析
静态线性分析
静态线性分析（框选）
壳体厚度设定
• 在壳体接口中设定厚度
缘载荷
• 圆孔处施加缘载荷
后处理计算
• 计算螺钉处 的y方向的 反作用力
瞬态分析
• 分析类型选择Time Dependent
参数、变量、坐标系
固体力学设定
• 右键点击线性材 料模型，添加阻尼
作用力
• 在圆孔处施加硬接触和作用力
设定瞬态求解器
• 设定时间的步长（此为后处理步长）
求解变量的缩放
• 在缺省求解器设置中进行求解变量的缩放
特征频率分析
• 选择Eigenfrequency分析类型
条件设定
• 设定固定约束（螺钉）和边界载荷（圆孔）
特征频率求解器
• 设定待求特征频率数 • 设定特征频率收索
COMSOL Multiphysics MEMS模块介绍
COMSOL Multiphysics MEMS模块介绍
微机电系统（MEMS）的设计与模拟是一个独特的学科。
在微尺度下，设计必须考虑多物理的影响。
例如电磁-结构、热-结构、流体-结构（FSI）的相互作用是谐振器，传感器，执行器，压电，以及微流体系统设计中的典型问题。
MEMS模块可用于求解结构力学、微流体、电磁场问题及这些物理场间的任意耦合问题。
此外，微机电系统模块还能用于求解静电驱动、压电材料、微流、薄膜阻尼、FSI、焦耳热与热膨胀、两相流等问题。
基于COMSOL Multiphysics的核心能力，微机电系统模块几乎可以用于求解微尺度下的所有问题。
应用领域：
∙加速度计
∙执行器
∙悬臂梁和其它开关
∙生物医学传感器
∙DNA芯片、片上实验室
∙微通道中流固耦合
∙微通道中两相流
∙喷墨
∙MEMS声换能器
∙MEMS电容器
∙MEMS热传感器
∙微反应器、微泵、微混合器
∙微波传感器
∙MOEMS、VCSELS
∙压电、压阻器件
∙射频MEMS器件
∙传感器
∙声表面波传感器和滤波器
微混合器
MEMS电梳的模拟结果，颜色显示电场分布，而“梳子”本身位移则表现几何形状的变化
挤压膜气体阻尼
MEMS生物芯片上的电渗泵，通过对输出端的压强进行参数分析研究电解质在泵体内流动
状况
喷墨打印机墨滴在空气中的运动
压电材料的电梯按钮：压电材料在机械力的作用下会改变自身的电阻系数
MEMS器件Q因子的估算。
COMSOL_Multiphysics几何建模指南
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 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“当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE 度最佳上榜产品”，NASA技术杂志主编点评到，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(FEMLAB)简介
热传递模块的新特征:
¾基于放射原理的面－面辐射 ¾对于自然对流和热膨胀的非等温流动 ¾有任意流速的流动边界条件以描述风扇的运作 ¾带有低和高传导率的薄层和壳中的热传递 ¾对于组织与生热现象之间相互作用的生物热力学方程，如电磁场领域 ¾热传递过程的后处理 ¾可以处理任意热传递过程的高度灵活性和广泛适用性 ¾平面外热传递边界条件 ¾各向异性热传导率 ¾从电子、热处理和加工过程中的热分析领域到医疗技术和生物工程的20个 精简模型 ¾COMSOL Multiphysics中的所有功能，尤其是其中无限制的多物理场耦合 功能
二维应用： •平面应力； •平面应变； •厚板分析； •轴对称； •欧拉梁；
三维分析： •固体； •欧拉梁；
•壳体；
在所有这些分析中，用户可以直接输入材料性质，也可以通过内嵌材料 库方便快捷地调用它们。同时，定义正交各向异性和完全各向异性材料 性质也是相当方便的。材料的性质可以是任意空间、时间或者其它变量 的函数。
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。
• 基于公式的建模 • 基于应用的建模
– 不同领域的应用模块 – 预置的物理模式 • 多物理场建模 – 任意耦合 – 界面中定义单独的物理场，后台自动生成耦合矩阵
COMSOL Multiphysics 隆重发布新版本新模块新功能
COMSOL Multiphysics V42a隆重发布新版本新模块新功能COMSOL Multiphysics V4.2a亮点简介COMSOL Multiphysics在多物理场仿真模拟和分析领域已经建立了快速革新的的良好信誉。
最新的4.2a版本在COMSOL Multiphysics旗舰产品成功史上添加了新的一笔。
通过引入工程师和科学家们感兴趣的新功能，COMSOL正在创造一个在广度和深度无与伦比的集成分析平台。
在4.2a版本中主要的创新点如下：粒子追踪模块在CFD，电磁，声学和其他应用领域，追踪粒子和物理场之间的相互作用。
Creo™ Parametric实时链接与PTC™公司最新的设计软件进行无缝双向的CAD集成。
更快速和高效的参数化扫描对于大量的参数化扫描控制内存的使用，并能够快速建立响应图。
导入数字高程图(DEM)导入拓扑表面数据，并结合到固体区域中，用于诸如流体，结构、或电磁等各种物理场的分析。
导入图像基于照相数据或者扫描数据，以材料查找表的形式导入2D图像。
交互式切片图和等值面图绘制面图和切片图时进行快速交互式定位。
磁勘探是一种铁矿勘探中常用的地质学勘探方法。
这幅图片显示了根据导入的地形数据模拟所表征的地下几何结构。
被动式磁勘探于精确的区域性磁异常图形。
本案例求解铁矿在地磁场作用下产生地表和空中的磁异常图形。
粒子追踪模块粒子追踪模块扩展了COMSOL Multiphysics在流场或电磁场中的轨迹计算功能，包括粒子与物理场之间的相互作用。
所有模块都可以和粒子追踪模块进行无缝结合，可以引入驱动粒子运动的额外的建模工具和物理场。
质谱仪用来分离和鉴别中的不同物质，广泛应用于材料工程和环境科学。
本图显示在一个四极透镜中不同分子量的离子的运动轨迹。
电场中同时包含直流和交流部分，这是实现质谱仪功能的要素。
本例模拟计算了石英粒子通过一个静态混合器的轨迹。
由于粒子具有质量，只有一定数量的粒子能到达出口，这可以通过后处理来得到，还可以计算传递属性。
COMSOL软件介绍与应用
COMSOL软件介绍与应用COMSOL Multiphysics是一种基于有限元方法的多物理场仿真软件。
它能够模拟和分析不同物理场（如结构力学、电磁场、流体力学、传热、化学反应等）之间的相互作用，并预测或优化系统的行为和性能。
COMSOL具有强大的建模和求解能力，广泛应用于科学研究、工程设计和产品开发等领域。
COMSOL软件的核心是有限元方法，它将复杂的物理问题离散为有限个简单的单元，并在每个单元上近似求解控制方程，然后将这些单元组合起来以得到整个问题的解。
COMSOL的通用性使得用户能够解决各种物理学问题，只需要选择适当的模块和相应的物理学接口。
1.结构力学模块：用于分析和优化结构的强度和刚度，例如材料破裂、弯曲、振动等。
2.电磁模块：用于预测电场、磁场、电磁波传播和电磁感应等现象，适用于电子器件、天线设计等。
3.流体力学模块：用于模拟液流、气流、等离子体流动以及相应的湍流、传热和质量运输过程。
广泛应用于航空航天、汽车工程、生物医学等领域。
4.传热模块：用于热传导、辐射传热、对流传热等问题的模拟和优化。
在能源系统、电子元件散热设计等领域具有重要应用价值。
5.化工反应工程模块：用于模拟和优化化学反应、质量传输、热力学等，可应用于催化剂设计、化学反应器等。
6.多物理场耦合模块：用于模拟和优化涉及多个物理场耦合的问题，例如热机耦合、电动机耦合。
COMSOL的应用领域非常广泛。
在工程设计中，可以用于优化产品的性能，验证设计的可行性和安全性。
在科学研究中，可以用于模拟和预测物理现象，探索新的理论和机制。
在教育领域，可以用于学生的实践教学和科学研究。
总之，COMSOL Multiphysics是一款功能强大的多物理场仿真软件，可应用于各种领域的科学研究、工程设计和产品开发。
它能够帮助用户解决复杂的物理问题，优化系统的性能，并提供直观和方便的用户界面和后处理功能。
COMSOL_Multiphysics介绍
COMSOL Multiphysics 允许用户通过参数控制的方式灵活的调整模型的几何尺寸。这在进 行设计的优化分析时尤其有用，能够帮助用户节省大量的时间，只需要调整相应参数的值并 重新计算就可以完成一个新的模型的仿真分析。
¾ 开放性 对用户透明，可任意修改现有模型 支持建立自己的模型/方程
¾ 灵活性 与 MATLAB 无缝连接，提供强大的二次开发功能 JAVA 编程：基于 JAVA 标准的 API，构建自己的有限元软件
产品线示意图
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全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: 邮箱:info@ -5-
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系数型 PDE 应用模式的一般方程形式： ∇ ⋅ (− c∇u − αu + γ ) + au + β ⋅ ∇u = f
采用填空的形式输入方程：c = 1，f = 1，其余系数均设为 0，如下图：
B. 使用预置应用模式建模 除了强大而开放的 PDE 数值计算功能，COMSOL Multiphysics 还根据常见的应用领域，
跨学科研究和多物理分析为科研创新带来了新契机，而构建于简化与单物理分析的思维 基础上的基于观察与实验的研究方 法却面临越来越大的挑战。今天，人 们已经知道超级计算机也是衡量一 个国家核心竞争力的重要指标。不论 是科学研究还是产品开发，实验研究 与仿真技术的结合已经是大势所趋， 而且数值仿真正在发挥越来越重要 的作用。
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COMSOL Multiphysics
COMSOL Multiphysics 岩土力学模块介绍
COMSOL Multiphysics 岩土力学模块介绍
岩土力学模块是作为结构力学模块的一个特殊附加模块，主要用于模拟一些岩土工程应用，比如隧道、挖掘、边坡稳定性和支护结构。
模块中设置的专门的接口以研究塑性问题、变形问题、土壤和岩石的失效问题、以及它们与混凝土和人造结构间的交互作用问题。
模块中也提供了不同土壤材料本构：Cam-Clay, Drucker-Prager, Mohr-Coulomb, Matsuoka-Naka, and Lade-Duncan。
除了内置的塑性模型，用户还可以借助于COMSOL Multiphysics提供的通用的方程接口创建屈服函数。
此外，计算温度场和其他场数值的关系也能被融合到材料的定义中。
岩土力学模块还为混凝土和岩石的模拟提供了非常强大的工具：Willam-Warnke, Bresler-Pister, Ottosen, 和Hoek-Brown都被作为内置参数供用户选择，更可被应用和扩展于更通用的脆性材料上。
此外，该模块能方便的与其他模块功能，如多孔介质流，孔隙弹性，以及基体模块的溶质传输功能等结合使用。
应用领域：
•混凝土模型
•混凝土和脆性材料
•土壤模型
•延展性材料和饱和土
•河堤
•挖掘
•基础
•Hoek-Brown 岩石模型
•Matsuoka-Nakai and Lade-Duncan土壤模型
•Modified Cam-Clay土壤模型
•核废料装置
•支撑结构和加强
•道路
•板材
•边坡稳定性
•土壤,岩土模拟
•隧道
•用户自定义土壤,岩石和水泥土材料•Willam-Warnke混凝土模型。
COMSOL Multiphysics V4.2模块简介
COMSOL Multiphysics V4.2模块简介
中仿科技
【期刊名称】《《CAD/CAM与制造业信息化》》
【年(卷),期】2011(000)008
【摘要】一、声学模块 1．声一压电耦合新增的多物理场接口，将声学一压电耦合，可进行频域和时域研究，并能够结合压力声学、固体力学、静电学和压电装置接口功能，如图1所示。
2．声一壳耦合声一壳耦合，可用来模拟振动薄弹性结构及其感应声压场。
耦合是双向的，并且可用于3D频域和时域的研究。
声学一壳相互作用可以与声学模块的压力声学和壳接口、结构力学模块等相互结合，如图2所示。
【总页数】5页(P36-40)
【作者】中仿科技
【作者单位】
【正文语种】中文
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comsol模拟石墨烯(传热、电气、结构力学模拟)
comsol模拟石墨烯（传热、电气、结构力学模拟）COMSOL MulTIphysics 是一款大型的高级数值仿真软件，由瑞典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。
COMSOL MulTIphysics的显著特点1.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。
2.完全开放的架构，用户可在图形界面中轻松自由定义所需的专业偏微分方程。
3.任意独立函数控制的求解参数，材料属性、边界条件、载荷均支持参数控制。
4.专业的计算模型库，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，用户可直接在软件中进行二维和三维建模。
6.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。
7.强大的网格剖分能力，支持多种网格剖分，支持移动网格功能。
8.大规模计算能力，具备Linux、Unix 和Windows 系统下64 位处理能力和并行计算功能。
9.丰富的后处理功能，可根据用户的需要进行各种数据、曲线、图片及动画的输出与分析。
10.专业的在线帮助文档，用户可通过软件自带的操作手册轻松掌握软件的操作与应用。
11.多国语言操作界面，易学易用，方便快捷的载荷条件，边界条件、求解参数设置界面。
石墨烯的传热模拟COMSOL 提供了多种工具来帮助模拟具有极高纵横比的几何及特征。
最近，人们利用COMSOL 对石墨烯被子进行了传热模拟，《Nature CommunicaTIons》杂志的用于高功率GaN 晶体管热管理的石墨烯被子一文介绍了该研究。
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COMSOL Multiphysics 结构力学模块介绍
结构力学模块专门用来计算结构的受力及变形情况。
例如，计算部件或子系统在载荷下的变形情况，对壳结构和桁架结构的分析功能等。
模块分析功能包括：
∙静力分析；
∙准静态瞬态分析；
∙动态分析；
∙固有频率分析；
∙频率响应分析；
∙线性屈曲分析；
∙弹塑性行为；
∙超弹性行为；
∙大变形分析；
∙参数研究。
基于材料破坏临界面理论，在后处理中可对结构进行高、低循环疲劳分析和多轴疲劳分析。
针对具体对象，结构力学模块可以和COMSOL Multiphysics模块或者其他分析模块任意组合，来分析实际问题中的多物理场现象。
应用领域：
∙声学－结构耦合
∙生物力学和生物工程学
∙屈曲分析
∙弹塑性材料和超弹性材料分析
∙机电设备
∙疲劳分析
∙流固耦合
∙断裂力学
∙多物理场接触
∙压电效应
∙聚合物力学
∙应力光学效应
∙热摩擦
∙热－结构耦合
∙粘弹性和热力蠕变
血管血流分析：血管在血流作用下发生变形
微型机器人足部三维模拟
曲轴模态分析
流-固耦合分析
血管支架展开过程的变形分析
粘弹性结构阻尼器。