COMSOL 公司作为领先的多物理场建模、仿真和 App 设计的软件供应商,今天宣布发行 COMSOL Multiphysics和 COMSOL Server仿真软件环境的最新版本。基于用户反馈,该版本包含了数百项COMSOL Multiphysics 、COMSOL Server及其附加产品的新功能和功能改进,提高了软件的准确性、可用性及工作效率。从新的求解器和算法,到App 设计和部署工具,COMSOL 软件5.2a 版本扩展了软件在电气、力学、流体和化工领域的设计和优化能力。

强大的多物理场仿真新工具


在 COMSOL Multiphysics 5.2a 版本中,新增的三个求解器不仅加快了计算速度,还进一步提高了内存使用率。平滑聚集代数多重网格 (SA-AMG) 求解器已被证明在线弹性分析方面尤为高效,但是同样适用于许多其他类型的分析。此求解器非常节省内存,可以在标准台式计算机或便携式计算机上对具有数百万自由度的结构装配进行求解。

新版本提升了域分解求解器处理大型多物理场模型的能力。“域分解求解器为仿真专家提供了强大而灵活的技术,以更高效地计算强耦合的多物理场应用,在此之前,解决此类问题需要使用消耗大量内存的直接求解器。”COMSOL 数值分析部门的技术经理 Jacob Ystrom 说道,“无论是单机运行、集群计算,还是与其他求解器(如聚集代数多重网格求解器)结合使用时,这种求解器都可以极大地提高仿真的运行效率。”

COMSOL163001

使用域分解求解器来求解的热粘性声学模拟。图中显示了局部加速度、总声压以及总热-粘性功率损耗密度。此 COMSOL®模型可用于设计消费电子产品(如智能手机、平板电脑及便携式计算机)中所使用的麦克风和扬声器。模型包含 250 万个自由度,求解时需要 14 GB 的内存,而以前使用直接求解器时则需要 120 GB内存。

新版本为声学时域分析提供了基于间断 Galerkin (DG) 方法的新型显式求解器。“通过将间断 Galerkin 方法与时域中的新增的吸收层功能结合使用,可以将内存的使用效率提升到一个全新的水平。我们的客户在其现有内存大小的基础上,可以运行比以往任何时候都更为真实的仿真。”声学技术产品经理 Mads Jensen 说道。

构建和部署仿真App应用程序:操作简单,易于扩展到全球范围使用


COMSOL Multiphysics软件及其App开发器提供了完整的计算工具,可供仿真专业人员设计、优化产品和创建仿真 App,并分享给其同事和客户。即使是没有任何仿真软件使用经验的用户,也能够通过仿真 App 运行仿真分析,解决其工程问题。5.2a 版本中,App 设计者可以创建更加动态的仿真 App,用户界面在运行过程中可以改变;用户可以对计量单位集中管理,以更好地在不同国家和地区之间进行团队协作;还可以在 App中集成超链接和视频。

使用Windows版的COMSOL客户端或Web浏览器连接到 COMSOL Server程序,App可以在整个组织内进行部署。不论是分配给组织内的用户使用,还是提供给全球范围内的客户使用,这都是一种经济有效的管理App使用的方式。在最新版本软件中,管理员可根据公司的品牌设计来定制 COMSOL Server软件的外观和样式,在使用频繁的情况下,管理员还可调整预启动 App 的数量。

COMSOL163002

该App示例随 COMSOL Multiphysics和 COMSOL Server中所含的“App 库”一起发布,可用于设计食品加工中使用的磁感应装置。

“我们的客户可以灵活定制 COMSOL Server 程序的外观和式样,使其不管对他们员工还是客户都易于辨识,易于集成,以增强品牌黏性。”COMSOL Inc. 公司总裁兼首席执行官Svante Littmarck说道。

“App开发器能够让其他部门使用我们提供的分析 App,而并不需要学习有限元理论知识。” ABB 集团研发中心 (ABB Corporate Research Center, ABB CRC) 的首席工程师 Romain Haettel 评论道,“我们还使用 COMSOL Server 许可证将我们的App分发给全球各地的同事进行测试。新版本能够快速启动带有我们自身风格的 COMSOL Server 软件,我们期待籍此带来更好的用户体验。” ABB 是全球领先的电源变压器制造商和创新者,也是创建和部署仿真 App 并在全球使用的引领者。

COMSOL163003

管理员可以定制COMSOL Server网络接口的外观主题。可以定制颜色、徽标及登录屏幕,还可以添加 HTML 代码用于品牌推广。

“创建和部署仿真App的多物理场解决方案以其卓越的稳定性和友好的用户体验赢得了客户的信赖。通过实现更高效的工作和系统流程,用户将不断从这项新技术中受益。”Littmarck总结道。

源于用户的数百项COMSOL Multiphysics、COMSOL Server及其附加产品的新功能和功能改进 从核心技术到特定边界条件和材料库,5.2a 版本提供了源于用户反馈的新功能和功能改进。例如,新增的四面体网格剖分算法使用了最先进的质量优化算法,使得创建粗网格比以往更加容易,这些网格可用于初步研究带有许多薄零件的复杂 CAD 几何。后处理结果的可视化现在支持 LaTeX 格式的注释、改进了表格面图、新增了VTK 导出以及颜色表。

新版本引入了矢量磁滞用于为变压器和铁磁性材料进行建模。新增的域终端边界条件可更轻松地模拟触摸屏和 MEMS 设备。射线追踪仿真可以在剖分网格和未剖分网格的域中将渐变折射率和恒定折射率材料组合到一起。新的“光学像差”绘图类型专用于测量单色差。二端口网络、快频扫描及非线性频率混合可用于高频电磁学分析。

各行各业的设计和制造工程师在分析与多个粘附零件发生机械接触以及分离的各种过程时,都将感受到新的粘附和剥离特征所带来的便利。新版本还提供了用于线性和非线性磁致伸缩建模的新物理场接口。传热模块的用户现在可以访问 6000 个气象站的气象数据库,并对流体、固体或多孔介质薄结构进行建模。

用户在模拟带有浮力作用的流体流动时,将得益于描述密度差异作用的重力特征。该特征简化了自然对流的建模过程,其中,密度可以随温度、盐度或其他变量而发生改变。管道流仿真现在可以借助高级泵特性曲线来简化建模过程。

COMSOL163004

液体式瞬态渡越时间超声波流量计的COMSOL数值仿真。在设备中传播的超声波信号显示在不同的时间步中。首先计算流量计中的稳态背景流,然后使用“对流波动方程,时间显式”物理场接口为设备中传播的超声波信号进行建模。该接口基于间断 Galerkin 方法 (DG)。

在化工仿真方面,新版本提供了反应颗粒床中的表面反应和新的反应流多物理场接口。电池制造商和设计者现在可以使用新的单粒子电池接口为电池组中的复杂三维装配建模,其中放电和充电行为由单粒子模型在几何的每个点中提供,从而可以估计电池组中的几何电流密度分布和局部电荷状态。

5.2a 版本中新功能和工具的发布亮点


• COMSOL Multiphysi' ;&,"vIE' ;&,MSOL Server:仿真 App 用户界面的外观可以在运行过程中更改。新版本支持集中管理计量单位,以实现在不同的国家和地区之间更有效的团队协作。新版本中还支持超链接和视频的嵌入。新的添加多物理场窗口中针对选定的物理场接口提供了一系列相关的预定义多物理场耦合选项,这样,用户在建模时逐步增加多物理场耦合的操作将更加简单便捷。自动完成功能已扩展到多个编辑框,包括方程视图编辑框等。

• 网格与几何:四面体网格剖分算法得到了改进,现在可以为具有多个薄零件的复杂 CAD 几何轻松创建粗网格。网格生成器中内置的优化算法有助于提高单元质量,从而提高解的精度并加快收敛速度。二维几何交互式绘图现在提供更佳的坐标显示和捕捉点。

• 数学建模工具、研究和可视化:新增了三个求解器:平滑聚集代数多重网格方法 (SA-AMG)、域分解求解器和间断 Galerkin (DG) 方法。现在,用户可以将“结果”节点下“导出”节点中的数据和绘图保存为 VTK 格式,将 COMSOL 仿真结果和网格导入第三方软件。

• 电气:AC/DC 模块现在包含内置的磁滞材料模型,称为 Jiles-Atherton。RF 模块中引入了新的集总二端口网络耦合,以简化方式通过集总模型来表示微波电路零件,而无需对细节建模。

• 力学:结构力学模块包含新的粘附和剥离特征,以“接触”特征子节点的形式提供。现在提供的磁致伸缩物理场接口同时支持线性和非线性磁致伸缩。非线性材料建模的扩展功能包含新的塑性模型、混合各向同性硬化以及大应变粘弹性。

• 流体:CFD 模块和传热模块中新增了重力特征,并同时补偿边界上的静水压力。“非等温流”中现在提供新的线性化密度选项,作为自然对流的一般简化选项。

• 化学:电池制造商和设计者现在可以使用电池与燃料电池模块中提供的“单粒子电池”物理场接口为电池组中的复杂三维装配建模。此外,还新增了“反应流多物理场”接口。

仿真专业人员可以使用 COMSOL Multiphysics、App 开发器和COMSOL Server这个完全集成的软件环境来开发仿真 App,为他们的专业领域在全球范围内提供富有活力、快速而易于实施的专业服务。

EETC wechat barcode


关注最前沿的电子设计资讯,请关注“电子工程专辑微信公众号”。