COMSOL Multiphysics 几何建模
COMSOL Multiphysics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。
图 2 增加几何框架用户还可以在建模的时候，在绘图平面设定的底部点击新增来增加一个2D的几何框架。
COMSOL软件介绍
• 声流
• 数学
仿 真 智 领 创 新
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多体动力学模块
• 刚性体和柔性体的装配
– 大的平行和旋转位移
• 结构力学模块的辅助模块 • 在装配体中连接不同的体 • 提供8种类型的关节
– 棱柱、铰、柱、螺丝、面、球、槽、减少槽
铰关节
• 带锁的平行和旋转约束 • 结果
Chemical Reactions Electromagnetic Field Heat Transfer
传热
Multiphysics
Structural Mechanics
结构 力学
流体 流动
Fluid Flow User Dedined Equations
Acoustics
自定义 方程
声学
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• 电池
PEMFC（质子交换膜燃料电池）氢离子浓度
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腐蚀模块（新）
介绍:
– 基于电化学原理的腐蚀和防腐蚀仿 真 – 电偶, 斑蚀, 缝隙腐蚀, 等等 – 阴极保护
应用:
– 腐蚀和防腐:
• • • • • • 近海结构如石油钻探 船舶和潜艇 土木工程结构 化学加工工业设备 汽车部件 航空航天应用的机械结构
地下水流模块
• 多孔介质中的石油和燃气流动 • 地下水流 • 土壤污染
• 石油开采分析
• 多孔弹性材质压实
微孔隙流动模拟
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管道流模块（新）
COMSOL Multiphysics 网格剖分(2)-变形几何
自适应网格加密
稳态求解或特征值求解 网格细化次数
3 3 1 2
控制误差估计 的计算 控制网格细化 的方法
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案例1：泊松方程
创建2D模型
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COMSOL Multiphysics 网格剖分(2)
中仿科技 技术部 January 18, 2014
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内
容
自适应网格加密 • 网格细化 时间自适应
移动网格（ALE）和网格自动剖分
• 变形网格 变形几何（DG）
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• 通过直接指定网格变形的方程，该方程可以利用其他的变量，如结
构力学中的位移分量
• 不控制网格的位移，在结构力学接口或者包含有结构力学的多物理
场接口
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2. 变形网格
四大框架
拉格朗日方法：材料框架（X,Y,Z,t)
欧拉方法：空间框架（x,y,z,t）
即使使用了移动网格，有时候仍然避免不了网格的畸变和反转，这就
会造成求解的结果不可靠，甚至造成不收敛
避免网格畸变和反转的途径：
改小几何形参阶次
改变网格平滑类型 使用更好的网格剖分方法
重新剖分网格
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停止条件
• 变形几何：计算一个物体在不同 形状下的行为，材料不随形状一起 改变，材料总量不守恒，形状的改 变可看做材料的添加或移除 两个几何之间无任何关联 应用于几何优化计算 • 移动网格：处理固体在载荷下的 变形，或液体(气体)在边界改变时发 生的变形，固体变形时材料总量守恒 ，液气时可能不守恒。 几何随时间发生变化，前 后有因果关系
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！
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。
结构力学模块的新特征：
¾塑性和非线性材料模型 ¾正交各向异性和完全各向异性材料 ¾粘弹性、粘塑性和类橡胶材料的大变形分析 ¾不同材料的局部坐标系统 ¾考虑模型初始应力和应变的模型 ¾多物理场中塑性求解运算和非线性材料模型
2. 热传模块
COMSOL Multiphysics的热传模块能解决的问题包括传导、辐射和对 流的任意组合。建模界面的种类包括面－面辐射、非等温流动、活性组 织内的热传导、以及薄层和壳中的热传导等。
3. 地球科学模块
COMSOL Multiphysics的地球科学模块包含了大量针对地下水流的简 易模型界面。这些界面允许快速、便捷地使用描述多孔介质流体的 Richards方程、Darcy定律、Darcy定律的Brinkman扩展，以及自由 流体中的Navier-Stokes方程。此外，该模块还处理了多孔介质中的热 量传输和溶质反应，模型库中几乎囊括了从多孔介质中油和气体的流动 到地下水流中的分布。
对于非均匀材料系统的热传导和对流问题可计算有效性质的材料表格作为放射性热源刻画等温线的界面可以添加热量耗散的选项其结果来自于孔内的流速和固体岔路的流体分叉对于开放式系统和多孔介质中流体流动的分析对于不同饱和程度的多孔介质使用已知的分析公式对实验数据进行差值并输入任意表达式以估测非线性的保持力和渗透性对于可流动和不可流动区域介质内流体建模的辅助系数例如化学传输性质的边边输入从计算结果中评估溶质的运动可预定以水动力耗散张量描述流量边界条件在点和边上设定时间控制的约束条件和流量从环境流体分析到石油工程研究领域的案例模型在comsolmultiphysics中问题的函数化包括非限制的多物理场耦合控制方程和定义材料属性的表达式
COMSOL多物理场建模
几何建模
两个矩形绘图结果
仿 真 智 领 创 新
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几何建模
矩形差集运算
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几何建模
母线板侧面图
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选择应用模式
3D
焦耳热
稳态
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全局变量定义
L rad_l tbb wbb mh htc Vtot
0.09[m] 6e-3[m] 5e-3[m] 5e-2[m] 6e-3[m] 3[W/m^2/K] 20[mV]
打开焦耳热模型
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新增结构力学应用模式
新增结构力学，然后直接点击完成
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结构力学材料属性
包含热膨胀：耦合过程
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几何建模
螺栓2截面：拉伸
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几何建模
最终母线板结构
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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 教程
comsol 教程在这个COMSOL教程中，我们将学习如何使用COMSOL Multiphysics软件来模拟热传导问题。
热传导是一个重要的物理现象，用于描述热量如何通过材料传输。
在这个教程中，我们将通过解决一个热传导方程来说明如何使用COMSOL进行热传导模拟。
首先，让我们打开COMSOL Multiphysics软件并创建一个新的模型。
在“Model Builder”界面中，单击“File”->“New”->“Model”来创建一个新模型。
接下来，我们需要定义模拟中使用的几何体和物理场。
在“Model Builder”界面的左侧菜单中，单击“Geometry”进行几何体定义。
选择合适的几何体工具来创建模型的几何形状。
完成几何体的创建后，我们需要定义模型中的物理场。
在“Model Builder”界面的左侧菜单中，单击“Physics”进行物理场定义。
选择“Heat Transfer”来描述热传导现象。
然后，为模型中的每个物理场选择合适的物理条件和边界条件。
在完成几何体和物理场的定义后，我们需要设置模拟的参数。
在“Model Builder”界面的左侧菜单中，单击“Study”进行参数设置。
选择合适的求解器和求解算法，并定义模拟的初始条件和边界条件。
最后，我们可以运行模拟并获取结果。
在“Model Builder”界面的左上方，单击“Run”按钮来运行模拟。
模拟运行完成后，我们可以在“Results”菜单中查看和分析模拟结果。
这就是使用COMSOL Multiphysics软件进行热传导模拟的简单步骤。
通过创建几何体、定义物理场、设置参数和运行模拟，我们可以模拟各种复杂的热传导问题，并获得准确的结果。
希望这个教程对你有帮助！。
comsolmultiphysics精典实例直线电机建模仿真
模型描述 – 方程
在二维问题中，COMSOL利用磁势A的静磁方程求解该问题
01r1Az 0 0 1 1 rr 1 1B BrryxJze
结果
Z分量的电势分布
感 谢
COMSOL AC/DC模块培训
主讲人： 上海中仿科技
利用COMSOL计算直线电机
直线电机是一种不用其他装置就能产生直线运动的 电机设备。沿半径方向把旋转电机的定子和转子切开，产 生一个直线推力，就成了直线电机。
AC/DC_Module/Motors_and_Drives/coil_LEM
模型描述 –几何
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教程
comsol教程
COMSOL教程：简单电感器的建模和模拟
本教程将演示如何使用COMSOL Multiphysics软件建模和模拟简单电感器。
我们将展示如何创建一个简单的绕线电感器，并通过模拟分析其电感特性。
1. 创建几何模型
- 打开COMSOL软件并创建一个新的“2D”模型。
- 使用绘图工具绘制一个圆形作为电感器的主体。
- 在圆形内部绘制一个更小的圆形，表示电感器的线圈。
2. 设定物理属性
- 在物理界面上，选择适当的物理场，比如“电磁场”。
- 在“电磁场”设置中，设定所需的物理特性，比如电流密度和导磁率。
3. 设定边界条件
- 在边界条件设置中，定义线圈上的传导边界条件。
- 根据实际需求，可以设置电流输入或者电压输入的边界条件。
4. 添加网格
- 在网格界面上，为模型添加适当的网格。
- 确保网格密度足够高，以获得准确的模拟结果。
5. 进行模拟
- 在求解界面上，选择合适的求解器，并设置模拟时间和其他参数。
- 点击求解按钮开始模拟。
6. 分析结果
- 在结果界面上，查看模拟结果。
- 可以显示电感器内部的磁场分布、感应电压等信息。
此外，在建模和模拟过程中，如果遇到问题，可以参考COMSOL的官方文档和论坛，或者查阅相关的教程和案例。
总之，通过本教程，您可以学习如何使用COMSOL软件建模和模拟简单电感器，并对所需的物理特性进行分析和优化。
COMSOL Multiphysics-几何建模-0822
旋转 拉伸 合集
旋转
合集
旋转 合集
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Simulating inspires innovation
创建3D几何模型
新增xy工作平面
拉伸 合集
新增xy工作平面 阵列 拉伸
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创建3D几何模型
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端盖面
将开放的空间封闭，从而 形成求解域
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端盖面
• 端盖流道末端，随后剖分CAD导入部分的内部区域.
• 通过选择边界描绘出所围面区域.
消除和修复操作
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消除和修复操作
模型路径： C:\ProgramFiles\COMSOL\COMSOL43 \models\CAD_Import_Module\ Tutorial_Models\defeaturing_demo_ 6.x_b
Creating a 2D Geometry Model
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创建2D几何模型
定义几何扫描参数
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创建2D几何模型
绘制两个圆
布尔运算：差集
增加矩形
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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 几何建模
Exercise: Creating a Complex Spline Object
Example files on CD: Geometry_from_ALE.mph unstructured_suface_data.txt
Summary, ALE driven geometry creation
• Pros
– Easy to set up in the GUI, suitable for small data sets – Can handle unstructured geometry grid data – STL data
Exercise: Interpolation Surface Based on Random Data
Alternative method: Creating a geometry from a deformed mesh
• It is also possible to use the ALE deformed mesh application to create a deformed mesh based in imported interpolation data • Both structured and unstructured elevation data is supported
• Cons
– Can potentially be unstable and memory consuming for large datasets (GIS): Use geomsurf
使用 COMSOL Multiphysics 6.1 进行 H 弯波导 - 三维建模说明书
此模型基于《 COMSOL 软件许可协议》6.1 版本授权。
所有商标均为其各自所有者的财产。
请参见 /trademarks 。
在 COMSOL Multiphysics 6.1 版本中创建H 弯波导 - 三维简介本例演示如何对微波的矩形波导进行建模。
一个中空的波导可以传导两种电磁波：横磁波 (TM) 和横电波 (TE)。
本例分析在传播方向上没有电场分量的 TE 波。
更具体地说，在本例中，所选择的频率和波导尺寸使得 TE10为单一传播模式。
在这种模式下，电场只有一个非零分量，即一个带有两个节点的正弦曲线，波导的每一面各有一个节点。
这样即可在二维中建立和求解模型，而且模型是在一个单独的版本中实现的；参见H 弯波导 - 二维。
设计模型时要考虑的一个重要方面是如何设计拐角处波导的形状，以免造成不必要的信号功率损失。
与电线不同，这些损耗通常不是由欧姆电阻引起，而是由不需要的反射产生。
您可以保持弯曲处平滑，同时使半径足够大，将这种反射降至最少。
在波导工作范围内，传输特性（波导传输信号的能力）必须相当均匀，以避免信号失真。
由于波导内部的介质是空气，因此整个工作范围内的传输几乎没有损耗。
本例中，为了使仿真和结果更有意义，弯曲处填充了石英玻璃（一种电介质）。
模型还演示了如何系统地计算所有 S 参数并导出到 Touchstone 文件。
模型定义本例演示如何创建一个模型来计算给定半径的 90 ︒弯波导的电磁场和传输特性。
这种弯波导会改变H场分量的方向，并保持E场方向不变，因此被称为H 弯波导。
本例中使用的 H 弯波导设计已在实际应用中得到充分验证，您可以从众多制造商处在线购买类似的弯波导。
这种特殊的弯波导在完美导电壁的理想情况下性能最佳。
波导壁通常镀有良导体，例如银。
本例中，壁被视为由理想电导体构成，这意味着电场的切向分量为零，或者边界上n ⨯ E = 0。
此边界条件被称为理想电导体 (PEC) 边界条件。
3 |H 弯波导 - 三维几何结构如下所示：波导被视为在弯曲前后继续无限延长。
comsol 案例
comsol 案例Comsol 案例。
在工程领域，计算机辅助工程仿真软件的应用越来越广泛。
COMSOL Multiphysics作为一款领先的多物理场仿真软件，被广泛应用于电磁、热传导、结构力学、流体力学等领域。
本文将介绍一个基于COMSOL Multiphysics的案例，以展示该软件在实际工程问题中的应用。
我们选取了一个热传导问题作为案例，以展示COMSOL Multiphysics在热传导领域的应用。
在这个案例中，我们需要分析一个复杂形状的导热体在不同热边界条件下的温度分布情况。
首先，我们需要建立该导热体的几何模型，然后设置热边界条件和材料属性，最后进行数值求解，得到温度场的分布情况。
在COMSOL Multiphysics中，建立几何模型可以通过几何建模模块来实现。
用户可以通过绘制几何形状、操作几何体等方式，快速建立复杂的几何模型。
在我们的案例中，我们需要考虑导热体的复杂形状，因此需要充分利用COMSOL Multiphysics提供的几何建模功能，精确地重现实际工程中的几何形状。
在几何模型建立完成后，我们需要设置热边界条件和材料属性。
COMSOL Multiphysics提供了丰富的物理场模块，用户可以根据实际问题选择相应的物理场模块进行建模。
在我们的案例中，我们需要选择热传导模块，然后设置热边界条件和材料属性。
COMSOL Multiphysics提供了直观的界面和丰富的选项，用户可以方便地设置各种热边界条件和材料属性，以满足实际工程问题的需求。
最后，我们进行数值求解，得到温度场的分布情况。
COMSOL Multiphysics采用有限元方法进行数值求解，能够精确地求解各种复杂的多物理场耦合问题。
在我们的案例中，通过COMSOL Multiphysics进行数值求解，我们可以得到导热体在不同热边界条件下的温度分布情况，从而为工程实践提供重要的参考。
通过上述案例，我们可以看到COMSOL Multiphysics在热传导领域的强大应用能力。
comsol实体建模流程
comsol实体建模流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!1. 启动 COMSOL Multiphysics 软件并创建新模型。
comsol仿真案例
comsol仿真案例Comsol仿真案例。
在工程领域，仿真技术被广泛应用于产品设计、工艺优化、性能预测等方面。
Comsol Multiphysics作为一款多物理场仿真软件，具有强大的建模和求解能力，能够模拟电磁、结构力学、流体力学等多个物理场的耦合效应，为工程师和科研人员提供了强大的工具来解决复杂问题。
本文将以一个实际案例来介绍Comsol Multiphysics的仿真应用。
我们将以磁场传感器的设计为例，展示如何利用Comsol进行多物理场的仿真分析。
首先，我们需要建立磁场传感器的几何模型。
在Comsol中，可以通过几何建模模块来创建传感器的三维几何结构，包括传感元件的形状、尺寸和材料属性等。
在建模过程中，可以直观地观察和调整传感器的几何参数，以满足设计要求。
接下来，我们需要定义磁场传感器的物理特性。
通过Comsol的物理场模块，可以添加磁场、电磁感应等物理场效应，并设置材料的磁性参数、电导率等物理属性。
这些物理特性将直接影响传感器的性能和响应。
然后，我们可以进行多物理场的耦合仿真。
Comsol Multiphysics能够同时求解多个物理场的方程，并考虑它们之间的相互作用。
在磁场传感器的案例中，我们可以将磁场、电磁感应和结构力学等物理场进行耦合，分析传感器在外部磁场作用下的响应和变形情况。
在仿真过程中，可以通过Comsol的后处理模块来可视化仿真结果，包括磁感应强度分布、电流密度分布、应力应变分布等。
这些结果能够直观地展现传感器的工作状态和性能表现，为设计优化和性能预测提供重要参考。
最后，我们可以通过参数化设计和优化算法，对传感器的关键参数进行调整和优化。
Comsol Multiphysics提供了丰富的参数化建模和优化工具，能够快速高效地进行设计方案的评估和优化，以实现传感器性能的最大化。
总的来说，Comsol Multiphysics作为一款多物理场仿真软件，能够为工程师和科研人员提供强大的仿真分析工具，帮助他们解决复杂的工程和科学问题。
comsol仿真案例
comsol仿真案例Comsol仿真案例。
在工程领域，仿真技术扮演着越来越重要的角色。
Comsol Multiphysics作为一款多物理场仿真软件，被广泛应用于各种工程领域，如电子、光学、声学、热力学等。
本文将介绍一个基于Comsol Multiphysics的仿真案例，以展示其在工程实践中的应用。
我们选择了一个热传导问题作为仿真案例。
假设我们需要设计一个具有特定热传导特性的材料结构，以满足某种工程需求。
在这种情况下，我们可以利用Comsol Multiphysics进行热传导仿真，以验证设计方案的可行性。
首先，我们需要建立仿真模型。
在Comsol Multiphysics中，我们可以通过几何建模模块构建材料结构的几何形状，然后定义材料的热传导特性。
接下来，我们需要设置边界条件和初始条件，以模拟材料结构在特定工况下的热传导行为。
然后，我们可以进行仿真计算。
Comsol Multiphysics提供了强大的求解器，可以有效地求解多物理场耦合问题。
通过设置仿真参数和求解选项，我们可以对材料结构的热传导行为进行精确的数值模拟。
在仿真计算完成后，我们可以对结果进行后处理分析。
Comsol Multiphysics提供了丰富的后处理功能，可以直观地展示仿真结果，如温度分布、热通量、热传导路径等。
通过对仿真结果的分析，我们可以评估设计方案的优劣，并进行必要的优化调整。
通过以上仿真案例，我们可以看到Comsol Multiphysics在工程实践中的重要作用。
它不仅可以帮助工程师们快速准确地验证设计方案，还可以为工程问题的解决提供有力的支持。
因此，Comsol Multiphysics已经成为许多工程领域不可或缺的仿真工具之一。
总的来说，通过本文介绍的Comsol仿真案例，我们可以更好地了解和认识这款多物理场仿真软件在工程实践中的应用。
希望本文能够对工程领域的从业人员有所帮助，也希望Comsol Multiphysics在未来能够为更多工程问题的解决提供支持和帮助。
Comsol结构接触建模建议
Comsol Multiphysics结构接触建模建议结构接触建模是一个高度非线性的问题。
当表面进入和脱离接触时，负载路径和应力状态将突然改变。
COMSOL Multiphysics中的数值求解器期望解决方案具有一定程度的平滑性，大多数联系人模型都需要对默认模型设置进行一些更改才能有效解决。
几何如果几何体包含彼此相邻且具有交配边界的零件，则应将最终化方法设置为“形成装配”，并选择“创建对”类型“接触对”。
这将在对象的配合边界之间自动创建接触对。
有关“形成装配”使用的更多详细信息，对于最初未接触，但在模拟期间将接触的边界，需要在这些边界之间手动创建联系对。
如果您预计模型中任何尖角和曲面之间的接触，则应修改几何体，使尖角被圆角边界（圆角）替换。
圆角半径可以非常小，并且该表面需要非常精细地啮合。
定义手动和自动创建的所有触点对均在以下位置定义：组件>定义>触点对。
在“接触对”定义中，选择较硬的部分作为源。
如果零件具有相似的刚度，则将凹部件设置为源，将凸部件设置为目标。
使用交换源和目标按钮。
为了提高效率，请在每个接触对中仅包括可能接触的边界。
如果预计接触边界之间几乎没有滑动，例如过盈配合或两个部件用螺栓连接在一起，则转到接触对高级设置，然后将映射方法更改为“初始配置”。
源和目标边界之间的映射将仅基于域的初始位置仅计算一次（only once），这导致更快和更稳定的收敛。
固体力学在Solid Mechanics物理场界面添加中“接触对”边界，单个“接触对”边界可以一次应用于所有接触对的定义。
在“接触”功能中，选择“增广拉格朗日”或“罚函数”作为“接触压力算法”。
增广拉格朗日方法更准确，但具有更高的计算成本，并且需要更多微调来收敛。
Penalty方法相对不太准确，但更强大，并且需要更少的求解器调整，使其更适用于多物理场问题和时间相关模型。
在建模粘合时必须使用“罚函数”方法。
当使用增广拉格朗日公式时，有一个惩罚因子可以控制迭代过程中界面表面的“硬”程度，但不会直接影响收敛结果。
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1.CAD导入
• 直接导入所有主流CAD 格式至COMSOL桌面：
– ACIS® (.sat, .sab) – Parasolid® (.x_t, .x_b,
.xmt_bin) – STEP (.step) – IGES (.igs)
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创建2D几何模型
增加矩形，圆角处理 旋转
参数化几何
合集
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创建2D几何模型
模型树
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创建3D几何模型
COMSOL Multiphysics>User’s Guide>Geometry Modeling and CAD Tools>Creating a 3D Geometry Model
COMSOL Multiphysics 几何建模
中仿科技 技术部
January 18, 2014
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1.CAD导入
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1.CAD导入
• 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
1.CAD导入
消除和修复操作：
• 简化几何描述 • 移除短边、小面、薄长条 • 修复缺口 • 移除自交叉、尖角、以及不连续
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消除和修复操作
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消除和修复操作
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• 工具条快捷方式 • 螺线管 • 参数化曲线 • 扫掠 •…
其他
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端盖面
• 端盖流道末端，随后剖分CAD导入部分的内部区域. • 通过选择边界描绘出所围面区域. • 容易从一个纯粹的力学问题转化到流体模型或流固耦合 (FSI) 模型.
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2D
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常用工具
3D
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创建2D几何模型
COMSOL Multiphysics>User’s Guide>Geometry Modeling and CAD Tools> Creating a 2D Geometry Model
2.绘制几何
COMSOL中的几何表现形式：
• 组合几何体 – 优点 • 在材料非连续处，物理量自动连续 • 在材料界面处，自动得到高精度解 • 在材料界面处，自动确认网格单元和节点 – 缺点 • 网格越细，内存开销越大 • 对大的CAD模型网格剖分比较困难
• 装配体 – 优点 • 在材料界面处可有意定义物理量不连续，例如接触阻抗 • 对大的CAD模型网格剖分比较容易 • 网格越粗，计算越快（但精度越低） – 缺点 • 需要更多的手工操作 • 为了保证足够的高精度，需要注意边界上的网格密度
模型路径： C:\ProgramFiles\COMSOL\COMSOL43 \models\CAD_Import_Module\ Tutorial_Models\defeaturing_demo_ 6.x_b
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端盖面
将开放的空间封闭，从而 形成求解域
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创建2D几何模型
定义几何扫描参数
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Simulatin两个圆
布尔运算：差集
布尔运算：交集
增加矩形
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2.绘制几何
– 常用工具 – 2D几何建模
• 常用工具 • 布尔运算 • 变换 – 3D几何建模 • 工作平面 • 常用工具 • 布尔运算 • 变换
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常用工具
• 基于Parasolid的CAD内核 • 支持多种CAD文件格式 • 与Solidworks，Pro|ENGINEER, Autodesk Inventor ,
SpaceClaim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
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创建3D几何模型
新增xz工作平面
旋转
拉伸
合集
合集
旋转
旋转 合集
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创建3D几何模型
新增xy工作平面
拉伸
合集
新增xy工作平面
阵列
拉伸
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导入方式：
1.CAD导入
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1.CAD导入
导入界面：
• 多数情况下可直接使用缺 省值
• 选择导入的实体
– 体、面、点、边
• 决定如何处理面
– 尝试构成体、粘合、不粘合
• 选择修复几何结构并设定 一个误差值
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