多物理場仿真軟件Comsol Multiphysics

Comsol Multiphysics是一款專業(yè)的多物理場仿真分析軟件，這款軟件主要用于仿真模擬工程、制造和科研等各個領域的設計、設備及過程。除了多物理場仿真建模之外，您還可以進一步將模型封裝為仿真 App ，提供給設計、制造、實驗測試以及其他合作團隊使用。

新版特色：

COMSOL Multiphysics®

App 開發(fā)器可以通過 COMSOL 模型創(chuàng)建專業(yè)的 App 應用程序，提供給您機構中的所有工程和設計人員使用

極大地擴展了預定義的多物理場耦合

新的求解器算法可以對復雜 CAD 裝配體實現(xiàn)快速網(wǎng)格剖分和仿真，并支持帶有懸掛節(jié)點的非一致性網(wǎng)格

通過額外維度支持多尺度仿真

根據(jù)導入的網(wǎng)格創(chuàng)建幾何，而后可以通過實體操作進行編輯

接口 & 多功能

通過新增的放樣、圓角、倒角、中型面，以及加厚等功能，新增的設計模塊擴展了現(xiàn)有的 CAD 操作工具箱

LiveLink™ for Revit® 模塊可幫助 COMSOL Multiphysics® 用戶接入建筑信息模擬軟件Autodesk® Revit®

可通過不同求解類型的組合進行多元分析優(yōu)化

粒子追蹤模塊現(xiàn)已支持對粒子累積、侵蝕和刻蝕的仿真

電氣

新增射線光學模塊使用光線表述電磁波，可用于分析電磁波長遠小于模型中最小幾何尺寸的系統(tǒng)

由頻率和材料控制的一鍵式網(wǎng)格剖分，可對無限元、完美匹配層（PML）以及周期性邊界進行快速智能的網(wǎng)格剖分

等離子體模塊新增了多個用于仿真平衡放電的接口

可通過半導體模塊和波動光學模塊進行光電元件仿真

力學

聲學模塊新增了兩個用于模擬高頻聲波或幾何聲學的方法：射線聲學和聲擴散

傳熱模塊新增模擬薄層、薄膜、桿和裂隙的功能，有效地減少對計算資源的需求

可通過結構力學相關模塊模擬幾何非線性梁、非線性彈性材料以及關節(jié)中的彈性

流體 & 化工

新增的代數(shù)湍流模型可以幫助實現(xiàn)更快的仿真：代數(shù) y+ 和 L-VEL

支持柵板和風扇中的湍流分析

新增使用額外維度功能的反應顆粒床接口

新增化學接口，并對反應工程接口進行升級

功能特色：

借助仿真分析來優(yōu)化、驗證真實世界的產(chǎn)品和過程

工程師和科研人員可以使用 COMSOL Multiphysics® 軟件來模擬各個工程、制造和科研領域所涉及的產(chǎn)品和過程。

COMSOL Multiphysics® 是一個仿真平臺，可以實現(xiàn)建模工作流程中涉及的所有步驟：從幾何建模、定義材料屬性、設置物理場來描述物理現(xiàn)象，到求解模型，以及為提供準確可信的結果對模型的后處理。

COMSOL Multiphysics® 產(chǎn)品庫中的附加模塊可以任意組合使用，以進一步增強軟件的功能，創(chuàng)建適用于各個工程和應用領域的專業(yè)模型。借助于接口產(chǎn)品，工程師在產(chǎn)品開發(fā)和設計過程中使用到的其他工程和數(shù)學工具也可以與 COMSOL 建模集成，共同使用。完成模型開發(fā)后，用戶還可以將模型轉(zhuǎn)換成一個帶有定制化用戶界面的仿真 App，供研發(fā)部門內(nèi)外的人員使用。

多物理場仿真帶來精確的分析結果

工程仿真成功的關鍵往往取決于是否能夠開發(fā)出通過實驗驗證的模型，以取代傳統(tǒng)單純依靠實驗和原型的方式，同時能夠從更深層面上理解產(chǎn)品的設計和流程，為之后的設計改進積累，打下基礎。與實驗或原型測試相比，建模仿真可以幫助開發(fā)人員更快、更有效、更精確地優(yōu)化產(chǎn)品和過程。

對于 COMSOL Multiphysics® 用戶來說，建模不再受制于其他仿真軟件常常存在的各種限制，用戶可以自由控制模型的各個方面。軟件支持將任意數(shù)量的物理場現(xiàn)象耦合在一起，不僅如此，您還可以直接在圖形用戶界面（GUI）使用方程和表達式來輸入用戶自定義參數(shù)，以傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)，甚至是完全無法實現(xiàn)的創(chuàng)造性方式來進行仿真。

精確的多物理場模型能夠考慮各種可能的工況和相關的物理效應，能夠幫助您理解、設計和優(yōu)化真實工作條件下的產(chǎn)品和過程。

統(tǒng)一的建模工作流程

使用 COMSOL Multiphysics® 建模意味著，您可以在一個軟件環(huán)境中，任意地切換電磁學、結構力學、聲學、流體流動、傳熱和化學反應現(xiàn)象，或通過偏微分方程組建模的任何其他物理場等多個仿真。您還可以在單個模型中將這些領域的物理現(xiàn)象進行組合。COMSOL Desktop® 用戶界面為您提供了完整的仿真環(huán)境和始終一致的建模工作流程，無論您想要分析和開發(fā)哪種類型的設計或過程，都可以遵循同樣的建模流程。

幾何建模和 CAD 軟件接口

操作、序列和選擇

COMSOL Multiphysics® 的核心功能提供了豐富的幾何建模工具，支持通過實體對象、表面、曲線和布爾操作等來創(chuàng)建零件。您可以通過操作序列來創(chuàng)建幾何實體，序列中的每個操作都可以輸入控制參數(shù)，方便您在多物理場模型中輕松地進行編輯和參數(shù)化求解。幾何模型中的定義與其相應的物理場設置之間相互關聯(lián)，這意味著只要幾何模型發(fā)生變化，軟件便會自動將此變化反應到所有與其關聯(lián)的模型設置中。

您可以將幾何模型中的材料域或表面等幾何實體進行分組，創(chuàng)建不同的選擇，并在定義物理場、劃分網(wǎng)格以及后處理等后續(xù)操作中使用這些選擇。不僅如此，您還可以通過一系列操作來創(chuàng)建參數(shù)化幾何零件（包括相關選擇），然后將它們存儲到“零件庫”中，以便在多個模型中重復使用。

導入、修復、特征修復和虛擬操作

CAD 導入模塊和 ECAD 導入模塊 支持將所有標準 CAD 和 ECAD 文件導入到 COMSOL Multiphysics®中。設計模塊進一步擴展了 COMSOL Multiphysics® 的幾何操作功能�！癈AD 導入模塊”和“設計模塊”均支持對幾何模型執(zhí)行修復和特征去除操作。軟件也支持對表面網(wǎng)格模型（如 STL 格式）的導入，用戶還可以通過 COMSOL Multiphysics® 中的后續(xù)操作將其轉(zhuǎn)換為幾何對象。與幾何序列中的其他操作類似，導入操作也可以與選擇和其它相關操作結合使用，以執(zhí)行參數(shù)化和優(yōu)化分析。

作為特征去除和修復功能的備選方案，COMSOL® 軟件還支持一些“虛擬操作”。對于如長條面和小面等這些幾何特征，建模時包含它們通常并不提高仿真精度，虛擬操作可以用于去除這些幾何特征對網(wǎng)格的影響。與特征去除功能不同的是，虛擬操作可以在不改變幾何的曲率或保真度的情況下，生成更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)格。

眾多預置接口和功能，支持基于物理場建模

COMSOL® 軟件提供了一系列預定義的物理場接口，用于模擬各種物理現(xiàn)象，其中包括了很多常見的由多個物理場共同作用引起的現(xiàn)象。物理場接口是專門針對特定科學或工程領域問題建模的用戶界面，用戶在其中可以自由設定模型的各個方面 - 從參數(shù)定義、離散化，到分析和求解結果。

當選定某個特定的物理場接口后，軟件會給出相應的研究類型供用戶選擇，例如瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)求解。除此之外，軟件還會自動推薦合適的數(shù)值離散化方法、求解器設置，以及對應于該物理現(xiàn)象的可視化和后處理圖表。用戶還可以對物理場接口進行自由組合，用來描述涉及多種物理現(xiàn)象的復雜過程。

COMSOL Multiphysics® 平臺軟件預置了大量的核心物理場接口，涉及固體力學、聲學、流體流動、傳熱、化學物質(zhì)傳遞和電磁學等諸多領域。COMSOL® 產(chǎn)品庫中包含的附加模塊提供了豐富的專業(yè)用戶界面，擴展了軟件在相應領域的建模功能，是對軟件核心建模功能的有力補充。

基于方程建模帶來靈活、透明的建模功能

要想真正推動科學與工程研究及創(chuàng)新，軟件工具僅提供一成不變的工作環(huán)境是遠遠不夠的。理想的軟件應該直接在用戶界面中提供模型定義，并支持用戶根據(jù)數(shù)學方程進行定制。COMSOL Multiphysics® 的功能應運而生，完全具備這種級別的靈活性，在生成數(shù)值模型之前，其內(nèi)置的方程編譯器可以先快速地編譯表達式、方程及其他數(shù)學描述。軟件支持在物理場接口中添加和定制表達式，用戶可以將這些表達式自由耦合，從而模擬多物理場現(xiàn)象。

豐富的定制功能不僅限于此。借助“物理場開發(fā)器”，您還可以根據(jù)自己的方程來創(chuàng)建新的物理場接口，并在之后的建模工作中調(diào)用和修改這些接口，也可以將其分享給其他同事。

自動和手動網(wǎng)格劃分

根據(jù)物理場的類型或多物理場組合，COMSOL Multiphysics® 提供了多種模型離散化和網(wǎng)格剖分方面的方法供您選擇。離散化方法主要是基于有限元方法（相關方法的完整列表，請參見本頁的求解器一節(jié)），而通用的網(wǎng)格剖分算法可以使用相應的單元類型來創(chuàng)建與所用數(shù)值方法相匹配的網(wǎng)格。例如，默認算法可以采用自由四面體網(wǎng)格，或采用四面體與邊界層網(wǎng)格的組合，來實現(xiàn)更迅速、更精確的求解。

對于所有網(wǎng)格類型，都可以在求解過程中或研究步驟序列中執(zhí)行網(wǎng)格細化、重新剖分網(wǎng)格或自適應網(wǎng)格剖分操作。