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COMSOL发布高效的多场耦合仿真分析工具 |
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| http://cn.newmaker.com
9/30/2007 2:09:00 PM
佳工机电网
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 BURLINGTON，MA（September 4,2007）-COMSOL公司发布了适用于多核处理器的COMSOL 3.4版本，它给多物理场耦合的仿真带来了分析性能上空前的提升。利用COMSOL分析求解时，并行计算会贯穿于整个的求解过程中，这样可以最大化地提高其求解速度和精度。新型的流体动力学求解方法使用户可以对存在于化学工程、热传导和微尺度流动中的非常复杂的问题进行仿真。现在，化学工程模块中有一个对用户很方便友好的界面，它主要用于洗刷器、通风装置、生物反应器和食品机械中的泡状流的仿真。RF模块则将带有电压激励的集中端口引入到一些模型中，比如微波传输带、传输线、同轴电缆、和那些针对印刷电路板应用的TEM波的波导装置。
多核处理大大缩短求解时间
COMSOL 3.4 利用多核处理通过并行的共用存储器产生最大的计算速度。工作流的每一个步骤-划分网格、组合、求解器求解-都是并行进行的。COMSOL能够充分利用系统中可用的内核；用户可以对使用的内核数自行进行设置。
热场-结构-电磁场的多场耦合情况下的微波循环(传能)器。来自于拉斯维加斯的内华达大学的Darrell Pepper教授和他的课题组对此进行了研究，他们比较了COMSOL和大量其他的基于有限元理论的仿真软件在大范围的多场耦合领域的应用。例如，在处理本例的过程中，在相同的内存占用的情况下，COMSOL比起其他的电磁场有限元软件的计算速度要快3倍。
由于划分网格和结点组合完全是并行进行的，所以用户可以感受到处理速度的巨大提升。另外，3.4版本提供了一种新的边界层分网特征。这样确保了用户可以有效地划分热边界层，AC/DC应用中的双电层或者流体流动应用中的粘滞边界层。最大的优势是COMSOL 3.4在计算某个问题时可以达到内存占用的最小化和计算速度的最大化。
COMSOL软件中流体动力学求解器的求解性能随着迭代方法的改进被提升到了一个新的高度。艺术级的GLS稳定性技术使得现在可以利用迭代求解器让用户计算具有上百万自由度的流体流动问题。新型的具有友好界面的分离求解器在计算复杂问题（例如，流固耦合问题或者热变形结构中的震波问题）的时候内存占用比以前大大减少。与之前的版本3.3a比起来，3.4版在用时间求解器来求解CFD问题的时候求解速度快了5倍。
COMSOL的仿真结果现在可以用新的方式显示出来。通过一整套的新型的后处理工具，用户可以计算很多的几何特性，例如，体积、面积、质心和惯性矩等。
化学工程和热传导模块中的多相流和自由对流
化学工程模块和热传导模块的用户现在在仿真变密度流和自由对流方面可以得到更多的技术上的便利。这些新的技术使得我们可以建立微尺度流动、多组分对流和多孔介质流动等模型，并对此进行仿真分析。
这些模块中创新的地方在于新颖的多物理场模型界面，它主要是针对变密度的紊流和层流，也包括流固热耦合界面和共轭热传导的界面。
化学工程模块的另一个特色在于针对多相流的仿真有一个非常友好和便于操作的模型界面。有了这个应用程序的支持，用户可以仿真在洗刷器、通风装置、生物反应器和食品机械中常见的泡状流。对于乳化作用，沉降作用和其他的存在于化工、制药和食品生产工业中的分离处理过程的仿真，COMSOL 3.4版本可以很方便地建立起混合模型。
热传导模块的求解性能也随着COMSOL求解器技术的提高而提高了，同时也引入了边界层网格的划分。划分边界层网格在仿真分析电子器件冷却、热交换和固体结构的热损失方面有着重要的应用，它可以提高计算精度，减少单元的数目。此外，一些新的建模方法也被引入到了这个模块中，比如，利用存储器保存的二维轴对称模型域来实现面与面之间映射从而可以生成三维模型。
反应工程实验室中的参数估计
面对着多重的实验数据，反应工程实验室具有一个新的强有力的界面来方便地运行非线性参数估计。另外，应该估计哪些参数和应该保持哪些参数为常数都是可自行选择的。计算输出的数据可以选择带有置信区间和标准偏差。
AC/DC模块中SPICE的输入和RF模块中新的集中端口
由于AC/DC模块下SPICE用户界面的出现，使得我们建立和运行基于SPICE电路仿真的COMSOL模型变得更加容易了。另外一个令人激动的新特点就是，AC阻抗研究中的弱信号分析，弱信号分析通常用在电子学、电子元器件、地球物理学和电化学领域。通过利用支持周期性边界条件和扇形对称的操作界面，用户可以很方便地建立电动机、发电机模型。RF模块中引入了周期性边界条件的图形用户界面，一起被引入的还有被优化过的针对集中端口边界条件的界面，它的引入对于震波在传输线和循环板上的传导仿真来说是非常有帮助的。
结构力学模块中的疲劳分析
通过使用结构力学模块，用户可以预测在高周疲劳和低周疲劳情况下的疲劳损伤。一系列的COMSOL Script的函数可以利用输入文件的数据（由荷载数据和材料疲劳数据组成的，材料疲劳数据由用户设定）来计算疲劳损伤。
COMSOL3.4的特色
分网、组合、求解并行进行
针对化学工程、热传导和微尺度流动的高效流体流动求解器
提高了的后处理性能，包括几何特性的处理比如质心
电子器件冷却和变密度流体的自由对流的界面建模功能
针对存在于流体流动、热传导和电磁学中的边界层的网格划分
洗刷器、通风装置、生物反应器、食品加工设备和沸腾的泡状流界面建模
乳化作用、沉降作用和分离处理过程及流动层的仿真的两相流混合模型界面
非线性参数估计
麦克风和超声换能器的压电声学多场耦合模型
全波三维印刷电路板的RF分析和带有集中端口边界条件的传输线
疲劳分析和轴对称接触
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