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comsol如何進行多物理場耦合

發布時間:2023-07-29 13:58:41

⑴ comsol的多物理場是怎麼耦合的

通過添加多個物理場,設置邊界條件以及初始條件,進行耦合求解

⑵ 想學COMSOL,該怎麼學

COMSOL Multiphysics 給大家提供了一個方便易用的多物理場耦合模擬平台,這是一個支持多種語言的圖形化操作界面,其中包括簡體中文。軟體提供大量的用於電氣、機械、流體流動和化工等應用領域的物理場介面,可以無縫地耦合任意數量的模塊來處理極具挑戰性的多物理場應用。大家不禁要問,這樣一款功能強大、界面友好的工具,我怎樣才能快速上手?怎樣才能用 COMSOL 來解決自己的問題呢?本文介紹一些學習方法和資源,希望能夠幫助大家循序漸進地學習使用 COMSOL 多物理場模擬軟體。
准備階段:打好基礎
要想做好模擬,必要的理論知識是必不可少的。面對一個課題或者項目,你必須明白其中涉及的物理場,以及描述這些物理場的數學方程,相關的約束(或者說邊界條件),材料屬性,根據理論能否預測出大概的趨勢,是否能夠推測哪些因素會影響模型的收斂性。有了以上這些分析做基礎,你才能正確使用軟體,選擇合適的建模步驟,包括物理場介面、材料屬性、邊界條件、網格、求解、後處理分析等。
燈泡中的對流傳熱 如何學習 COMSOL Multiphysics?
舉個例子,我們每天用到的白熾燈泡,如果要模擬它的發熱現象,應該如何著手?讓我們來分析一下,其中涉及的物理場包括,電流流過燈絲,產生電阻熱並發光,這可以用電流方程描述;燈泡內的惰性氣體被加熱,產生對流,可以使用 Navier-Stokes 方程描述;燈絲向外輻射光和熱量,這是傳熱現象;燈泡外的空氣受傳導和輻射的熱量產生對流,這是流熱耦合;等等。了解這些相互耦合的物理場以後,我們就可以有針對性地建模。例如,當我們關心燈泡內的溫度分布時,通過傳熱和層流方程就可以實現其中的流熱耦合模擬,並耦合輻射傳熱。案例模型燈泡中的對流傳熱(light bulb)就是一個典型的模擬模型。
快速入門:參加Workshop
要想學好使用軟體,最好的方法就是動手練習。所以,最佳的入門方法當屬參加官方組織的活動,例如,Workshop、培訓、年會等。對於初學者來說,COMSOL 提供的免費 Workshop 是最佳的入門課程。在每個Workshop上,專業的工程師將講解軟體的基本知識和建模流程,並通過現場示例演示基本操作方法。COMSOL 還會為給參加者提供免費的全模塊軟體試用,試用者享有由 COMSOL 提供的技術支持服務。

⑶ COMSOL多物理場耦合怎麼學

3.5里有一個例子。 在模型庫中,復介質多物理的 s & gt; 多物理的自由導體或電子導體是。 你也可以在模型庫中找到它,點擊這個例子,然後點擊多物理菜單,如果你有兩個或兩個以上的物理,它基本上是一個多場耦合。 我不會給你們一個4.2的例子,因為3.5不能打開一個4.2的例子。 沒用的。 我不太明白你在說什麼,但我有個大概的想法。 首先在固體結構領域,你必須找到輸入 fx 組件和地方的 fy 組件,我對此一無所知,你可以找到相關的例子學習。 然後,你需要輸入 fx 和 fy 組件的表達式。 在我看來 fx 和 fy 組件的表達式與磁場(包括磁場的導數)有關,即 fx f b,所以你在 fx 表達式的框中輸入 f b。 但是磁場的成分通常是 bx 和 by 而不是 bx 和 by,模型的名字叫做 emaqav。 具體地說,您可以從菜單 physics-amp; gt; equation-& gt; subdomain settings 中選擇一個域,並選擇變數選項卡,其中包含每個變數的名稱、表達式和描述。 (你也可以通過這些表達式看到 comsol 表達式的規則。) 這是一個有點抽象,可以比作電子的例子。 雖然你認為這個例子沒有教會你任何東西,但是我猜你還沒有完全理解這個例子。 這個例子其實很不錯,除了 comsol 聰明地填了你應該填的。 這個例子有兩種葯,一種叫 ht,一種叫 dc。 在多物理學中,選擇 ht 後,開放物理-& gt; 子域設置,你會看到熱源場,q,輸入。 事實上,你應該把這個填了。 這個框類似於你填寫 fx 表達式,q 類似於 f b,或 f b,q 的含義可以在物理-& gt; 方程-& gt; gt; 子域設置,變數標簽。 總之,您需要在物理 & gt; gt; equation-& gt; subdomain settings 選項卡中找到所需的變數,並將它們放在 fx 框中的 fx 表達式中。 還有兩條建議。 Comsol4.2比3.5容易使用,所以推薦使用4.2。 當然3.5也是一樣的,只是沒那麼友好。 模型必須從簡單開始,首先計算一個非常簡單的模型,知道你的設置是正確的,軟體會被使用,然後計算復雜的模型。 這是我的另一個故事,如果有人給我這個,這就是問題的答案

⑷ COMSOL Multiphysics多物理場模擬技術與應用

COMSOL多物理場模擬軟體以高效的計算性能和傑出的多場耦合分析能力實現了精確的數值模擬,已被廣泛應用於各個領域的科學研究以及工程計算,為工程界和科學界解決了復雜的多物理場建模問題。光電作為物理類專模悄業課程中極為重要的一部分,其教學內容一直受到各個高校的重視。結合目前許多學生對實驗開展的痛難點,將COMSOL模擬引入實驗當中,通過軟體的可視化處理有效直觀的展示光電模擬的流程,與實驗數據結合,使得文章內容具有說服力、預見性和新穎性。為解決大家在COMSOL模擬學習過程中遇到的問題,北京軟研國際信息技術研究院特舉辦「COMSOL Multiphysics多物理場模擬技術與應用」光電專題線上培訓班(二十七期),本次培訓由互動派(北京)教育科技有限公司具體承辦。

「COMSOL 多場耦合模擬技術與應用」光電專題培訓大綱(二十七期)

(一) 案列應用實操教學:

案例一光子晶體能帶分析、能譜計算、光纖模態計算、微腔腔膜求解

案例二類比凝聚態領域魔角石墨烯的moiré 光子晶體建模以及物理分析

案例三傳播表面等離激元和表面等離激元光柵等

案例四超材料和超表面模擬設計,周期性超表面透射反射分析

案例五光力、光扭矩、光鑷力勢場計算

案例六波導模型(表面等離激元、石墨烯等)本徵模式分析、各種類型波導的傳輸效率求解

案例七光-熱耦合案例

案例八天線模型

案例九二維材料如石墨烯建模

案例十基於微納結構的電場增強生物探測

案例十一一散射體的散射,吸收和消光截面的計算

案例十二拓撲光子學:拓撲邊緣態和高階拓撲角態應用模擬

案例十三二硫化鉬的拉曼散射

案例十四磁化的等離子體、各向異性的液晶、手性介質的模擬

案例十五光學系統的連續譜束縛態

案例十六片上微納結構拓撲優化設計(特殊情況下,利用二維系統來有效優化三維問題)

案例十七形狀優化反設計:利用形狀優化設計波導帶通濾波器

案例十八非厄米光學系統的奇異點:包括PT對稱波導結構和光子晶體板系統等

案例十九微納結構的非線性增強效應,以及共振模式的多極展開分析

案例二十學員感興趣的其他案例

(二) 軟體操作系統教學:

COMSOL

軟體入門

初識COMSOL模擬——以多個具體的案例建立COMSOL模擬框架,建立COMSOL模擬思路,熟悉軟體的使用方法

COMSOL軟體基本操作

Ø

參數,變數,探針等設置方法、幾何建模

Ø

基本函數設置方法,如插值函數、解析函數、分段做碼配函數等

Ø

特殊函數的設置方法,如積分、求極值、求平均值等

Ø

高效的網格劃分

前處理和後處理的技巧講解

Ø 特殊變數的定義,如散射截面,微腔模式體積等

Ø 如何利用軟體的繪圖功能繪制不同類型的數據圖和動畫

Ø 數據和動畫導出

Ø 不同類型求解器的使用場景和方法

COMSOL

軟體進階

COMSOL中RF、波動光學模塊模擬基礎

Ø COMSOL中求解電磁場的步驟

Ø RF、波動光學模塊的應用領域

RF、波動光學模塊內純指置方程解析推導

Ø

亥姆霍茲方程在COMSOL中的求解形式

Ø

RF方程弱形式解析,以及修改方法(模擬特殊本構關系的物質)

Ø

深入探索從模擬中獲得的結果

(如電磁場分布、功率損耗、傳輸和反射、阻抗和品質因子等)

邊界條件和域條件的使用方法

Ø 完美磁導體和完美電導體的作用和使用場景

Ø 阻抗邊界條件、過度邊界條件、散射邊界條件、周期性邊界條件的作用

Ø 求解域條件:完美匹配層的理論基礎和使用場景、 PML網格劃分標准

Ø 遠場域和背景場域的使用

Ø 埠使用場景和方法

Ø 波束包絡物理場的使用詳解

波源設置

Ø 散射邊界和埠邊界的使用方法和技巧(波失方向和極化方向設置、S參數、反射率和透射率的計算和提取、高階衍射通道反射投射效率的計算)

Ø 頻域計算、時域計算

Ø 點源,如電偶極子和磁偶極子的使用方法

Ø 背景場的作用及使用方法

材料設置

Ø 計算模擬中各向同性,各向異性,金屬介電和非線性等材料的設置

Ø 二維材料,如石墨烯、MoS2的設置

Ø 特殊本構關系材料的計算模擬(需要修改內置的弱表達式)

網格設置

Ø 精確模擬電磁場所需的網格劃分標准

Ø 網格的優化

Ø 案列教學

COMSOL WITH

MATLAB功能簡介

Ø

COMSOL WITH MATLAB 進行復雜的物理場或者集合模型的建立(如超表面波前的衍射計算)

Ø COMSOL WITH

MATLAB 進行復雜函數的設置(如石墨烯電導函數的設置和模擬)

Ø COMSOL WITH

MATLAB 進行高級求解運算和後處理

Ø COMSOL WITH

MATLAB求解具有色散材料的能帶

三、部分案例圖示:

⑸ 如何用COMSOL Multiphysics 做熱場和流體的多物理場耦合

流場和傳熱耦合,comsol做的比較不錯,建議你把你要模擬的模型的方程列出了,然後選擇合適的模塊,比如你要模擬流場和溫度場耦合的話,你需要流體模塊和傳熱模塊,耦合實際上就是流場模塊中的NS方程的溫度項是傳熱模塊的溫度,而傳熱中所用的速度場和壓強分布是流場NS方程的速度和壓強項。你把相應的模塊都選在同一個組件中,你就會發現相應的速度,壓力,溫度都有預定義好的選項,就是說,可以你自己自定義,也可使用需要耦合模塊中的值。很方便。如果沒有你需要的模塊,你可以考慮PDE自定義方程功能。

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