COMSOL Multiphysics V42隆重发布

COMSOL Multiphysics V42隆重发布

COMSOL Multiphysics V4.2 亮点简介

让广大数值模拟工作者激动和兴奋的COMSOL Multiphysics Version 4.2，已经面世。本次升级版本中，除了已有模块的功能增强外，让人们眼睛一亮的是增加了电镀模块、微流模块、岩土力学模块、多孔介质流模块……COMSOL Multiphysics Version 4.2 代表了绝大多数多物理场数值仿真中的最先进技术，例如：电磁学、结构力学、化工、流体，以及CAD交互式建模等。

微流体模块：微流体模块用来研究微流设备和稀薄气体流动。

岩土力学模块：地质岩土方面的多物理场模拟，如隧道开挖等。

电镀模块：应用于模拟镀铬等电化学加工。

AutoCAD同步链接：AutoCAD的3D模型可直接导入到COMSOL Multiphysics。

SpaceClaim同步链接：将直接建模与多物理场仿真融合在一起，使两者紧密联系、相互协调。

共窗口界面：与SolidWorks同步链接时，用户可在同一窗口下使用SolidWorks和COMSOL Multiphysics。

快速多物理场总装：运算更快，节省内存，适用于任意类型操作平台，包括笔记本和集群。

报告生成器：生成不同细节程度的HTML报告，最简略的为简要报告，最详细的为完整报告。

可压缩高马赫数流体：用于设计喷嘴，管道网络，阀门以及空气动力学仿真。

虚拟几何工具：用于修复CAD模型且保留底层的面曲率，提高网格划分效率。

瞬态自适应网格：模拟两相流的尖锐扩散前沿，使仿真速度更快，准确度更高。

自动重新剖分网格：应用于移动网格，当超过用户自定义的网格质量阀值时自动进行网格剖分。

岩土力学模块

岩土力学模块是结构力学模块的新增模块，用来模拟地质岩土方面的应用，例如隧道，开挖，边坡稳定和挡土结构等。岩土力学模块主要用来研究在特定的分界面上，土壤岩石的塑性、形变和破坏，以及与混凝土结构、人造建筑物的相互作用。

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岩土力学模块应用案例：挡土墙（左）、隧道开挖（中间）和柔性地基（右）AutoCAD®同步链接

与AutoCAD建立实时链接，可将3D几何模型从AutoCAD导入到COMSOL Multiphysics，两者的几何结构保持相关性，也就是说对几何结构的设置（如接口或网格剖分）会保留到同步操作中。实时链接接口同时为双向调用，用户可在COMSOL中修改AutoCAD的几何结构。

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电镀模块

电镀模块主要应用于电化学加工领域，包括汽车工业中的镀铬过程，涂层，上色，装饰性电镀以及印刷电路板（PCB）制造等。

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微流模块

微流体模块用来研究微流设备和稀薄气体流动。重要的仿真应用包括芯片实验室设备，数字微流体，电动力学和磁动力学设备，喷墨打印机，真空设备等。

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微流体模块案例：电润湿透镜（左）和分子流（右）

SpaceClaim®同步链接

COMSOL Multiphysics与SpaceClaim的同步链接是将直接建模与多物理场仿真融合在一起，使两者紧密联系、相互协调，最终通过CAD与CAE的并行处理得到最优化设计方案。

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SolidWorks®同步链接

共用窗口界面

SolidWorks与COMSOL Multiphysics在同一窗口中工作，即用户在SolidWorks界面下可与COMSOL Multiphysics同步工作。如下图。

几何与网格

基于坐标建立选择

若对两个略有差别的模型进行仿真分析，基于坐标建立的选择可以重复进行仿真操作，而用户不需改变材料设置，边界条件或网格参数。与几何对象的处理方式类似，基于坐标选项可进行参数化设置。

图中是一个支架的装配图：首先是8个螺栓，然后是12个装配螺栓，其它部位结构完全一致。选定方框中的所有物体，并对装配8个螺栓的支架设定固定约束。在下一步中，增加了4个螺栓，基于坐标的选择自动对其设置固定约束。

端面

对几何结构进行端面操作可覆盖流体管道的底端，随后为CAD导入元件的内部剖分网格，用户只需选择将要形成的面的边界。这项操作将纯粹结构力学模型转变成流体模型或流固相互（FSI）作用模型。这项功能需要CAD导入模块或一个CAD软件实时链接模块。

虚拟几何操作剖分网格

虚拟几何工具可以修正CAD模型，而不改变其实际的表面曲率。通过生成合成面，网格剖分能够更加准确地表征物体表面形状，而不用添加过多的单元。此外，在分析过程中COMSOL Multiphysics能够利用高次单元表征弯曲面。

参数化面

参数表面功能允许用户利用解析表达式或表格数据直接生成面，用户可以调整实际的NURBS表面的分辨率，生成更细化的面和网格。

此图表示流动仿真，导入海拔数据以表征岩石断裂缺口。

求解

瞬态自适应网格

利用瞬态自适应网格优化方法可更有效地模拟两相流。除了两相流以外，瞬态自适应网格优化也适用于其他任何瞬态模拟仿真。

图中所示为喷墨打印机模型，见微流体案例库（或CFD案例库）。自适应网格自动识别出空气与墨水相边界周围需要更加浓密的网格，并且通过瞬态模拟动态更新网格。

移动网格自动重新剖分网格

对于涉及到移动网格的仿真过程，自动网格重剖可以处理变形程度更大的情形。当网格变形超出了用户设定网格质量临界值时，网格会自动重新剖分，并在新网格继续仿真。

上图表示，单元和移动边界经过自动网格重剖，生成了压缩的单元。

求解步骤中选择物理场

在建模过程中，物理场选项能够激活或失效物理场接口。用户可以利用这项功能控制物理场在某个求解步骤中是否进行求解。

求解器收敛图

收敛图可用于监控非线性、迭代和瞬态求解过程的收敛性。对于非线性仿真，收敛图表征非线性迭代和和核心线性代数迭代求解各自的收敛性。