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comsol如何进行多物理场耦合

发布时间:2023-07-29 13:58:41

⑴ comsol的多物理场是怎么耦合的

通过添加多个物理场,设置边界条件以及初始条件,进行耦合求解

⑵ 想学COMSOL,该怎么学

COMSOL Multiphysics 给大家提供了一个方便易用的多物理场耦合仿真平台,这是一个支持多种语言的图形化操作界面,其中包括简体中文。软件提供大量的用于电气、机械、流体流动和化工等应用领域的物理场接口,可以无缝地耦合任意数量的模块来处理极具挑战性的多物理场应用。大家不禁要问,这样一款功能强大、界面友好的工具,我怎样才能快速上手?怎样才能用 COMSOL 来解决自己的问题呢?本文介绍一些学习方法和资源,希望能够帮助大家循序渐进地学习使用 COMSOL 多物理场仿真软件。
准备阶段:打好基础
要想做好仿真,必要的理论知识是必不可少的。面对一个课题或者项目,你必须明白其中涉及的物理场,以及描述这些物理场的数学方程,相关的约束(或者说边界条件),材料属性,根据理论能否预测出大概的趋势,是否能够推测哪些因素会影响模型的收敛性。有了以上这些分析做基础,你才能正确使用软件,选择合适的建模步骤,包括物理场接口、材料属性、边界条件、网格、求解、后处理分析等。
灯泡中的对流传热 如何学习 COMSOL Multiphysics?
举个例子,我们每天用到的白炽灯泡,如果要模拟它的发热现象,应该如何着手?让我们来分析一下,其中涉及的物理场包括,电流流过灯丝,产生电阻热并发光,这可以用电流方程描述;灯泡内的惰性气体被加热,产生对流,可以使用 Navier-Stokes 方程描述;灯丝向外辐射光和热量,这是传热现象;灯泡外的空气受传导和辐射的热量产生对流,这是流热耦合;等等。了解这些相互耦合的物理场以后,我们就可以有针对性地建模。例如,当我们关心灯泡内的温度分布时,通过传热和层流方程就可以实现其中的流热耦合仿真,并耦合辐射传热。案例模型灯泡中的对流传热(light bulb)就是一个典型的仿真模型。
快速入门:参加Workshop
要想学好使用软件,最好的方法就是动手练习。所以,最佳的入门方法当属参加官方组织的活动,例如,Workshop、培训、年会等。对于初学者来说,COMSOL 提供的免费 Workshop 是最佳的入门课程。在每个Workshop上,专业的工程师将讲解软件的基本知识和建模流程,并通过现场示例演示基本操作方法。COMSOL 还会为给参加者提供免费的全模块软件试用,试用者享有由 COMSOL 提供的技术支持服务。

⑶ COMSOL多物理场耦合怎么学

3.5里有一个例子。 在模型库中,复介质多物理的 s & gt; 多物理的自由导体或电子导体是。 你也可以在模型库中找到它,点击这个例子,然后点击多物理菜单,如果你有两个或两个以上的物理,它基本上是一个多场耦合。 我不会给你们一个4.2的例子,因为3.5不能打开一个4.2的例子。 没用的。 我不太明白你在说什么,但我有个大概的想法。 首先在固体结构领域,你必须找到输入 fx 组件和地方的 fy 组件,我对此一无所知,你可以找到相关的例子学习。 然后,你需要输入 fx 和 fy 组件的表达式。 在我看来 fx 和 fy 组件的表达式与磁场(包括磁场的导数)有关,即 fx f b,所以你在 fx 表达式的框中输入 f b。 但是磁场的成分通常是 bx 和 by 而不是 bx 和 by,模型的名字叫做 emaqav。 具体地说,您可以从菜单 physics-amp; gt; equation-& gt; subdomain settings 中选择一个域,并选择变量选项卡,其中包含每个变量的名称、表达式和描述。 (你也可以通过这些表达式看到 comsol 表达式的规则。) 这是一个有点抽象,可以比作电子的例子。 虽然你认为这个例子没有教会你任何东西,但是我猜你还没有完全理解这个例子。 这个例子其实很不错,除了 comsol 聪明地填了你应该填的。 这个例子有两种药,一种叫 ht,一种叫 dc。 在多物理学中,选择 ht 后,开放物理-& gt; 子域设置,你会看到热源场,q,输入。 事实上,你应该把这个填了。 这个框类似于你填写 fx 表达式,q 类似于 f b,或 f b,q 的含义可以在物理-& gt; 方程-& gt; gt; 子域设置,变量标签。 总之,您需要在物理 & gt; gt; equation-& gt; subdomain settings 选项卡中找到所需的变量,并将它们放在 fx 框中的 fx 表达式中。 还有两条建议。 Comsol4.2比3.5容易使用,所以推荐使用4.2。 当然3.5也是一样的,只是没那么友好。 模型必须从简单开始,首先计算一个非常简单的模型,知道你的设置是正确的,软件会被使用,然后计算复杂的模型。 这是我的另一个故事,如果有人给我这个,这就是问题的答案

⑷ COMSOL Multiphysics多物理场仿真技术与应用

COMSOL多物理场仿真软件以高效的计算性能和杰出的多场耦合分析能力实现了精确的数值仿真,已被广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算,为工程界和科学界解决了复杂的多物理场建模问题。光电作为物理类专模悄业课程中极为重要的一部分,其教学内容一直受到各个高校的重视。结合目前许多学生对实验开展的痛难点,将COMSOL仿真引入实验当中,通过软件的可视化处理有效直观的展示光电仿真的流程,与实验数据结合,使得文章内容具有说服力、预见性和新颖性。为解决大家在COMSOL仿真学习过程中遇到的问题,北京软研国际信息技术研究院特举办“COMSOL Multiphysics多物理场仿真技术与应用”光电专题线上培训班(二十七期),本次培训由互动派(北京)教育科技有限公司具体承办。

“COMSOL 多场耦合仿真技术与应用”光电专题培训大纲(二十七期)

(一) 案列应用实操教学:

案例一光子晶体能带分析、能谱计算、光纤模态计算、微腔腔膜求解

案例二类比凝聚态领域魔角石墨烯的moiré 光子晶体建模以及物理分析

案例三传播表面等离激元和表面等离激元光栅等

案例四超材料和超表面仿真设计,周期性超表面透射反射分析

案例五光力、光扭矩、光镊力势场计算

案例六波导模型(表面等离激元、石墨烯等)本征模式分析、各种类型波导的传输效率求解

案例七光-热耦合案例

案例八天线模型

案例九二维材料如石墨烯建模

案例十基于微纳结构的电场增强生物探测

案例十一一散射体的散射,吸收和消光截面的计算

案例十二拓扑光子学:拓扑边缘态和高阶拓扑角态应用仿真

案例十三二硫化钼的拉曼散射

案例十四磁化的等离子体、各向异性的液晶、手性介质的仿真

案例十五光学系统的连续谱束缚态

案例十六片上微纳结构拓扑优化设计(特殊情况下,利用二维系统来有效优化三维问题)

案例十七形状优化反设计:利用形状优化设计波导带通滤波器

案例十八非厄米光学系统的奇异点:包括PT对称波导结构和光子晶体板系统等

案例十九微纳结构的非线性增强效应,以及共振模式的多极展开分析

案例二十学员感兴趣的其他案例

(二) 软件操作系统教学:

COMSOL

软件入门

初识COMSOL仿真——以多个具体的案例建立COMSOL仿真框架,建立COMSOL仿真思路,熟悉软件的使用方法

COMSOL软件基本操作

Ø

参数,变量,探针等设置方法、几何建模

Ø

基本函数设置方法,如插值函数、解析函数、分段做码配函数等

Ø

特殊函数的设置方法,如积分、求极值、求平均值等

Ø

高效的网格划分

前处理和后处理的技巧讲解

Ø 特殊变量的定义,如散射截面,微腔模式体积等

Ø 如何利用软件的绘图功能绘制不同类型的数据图和动画

Ø 数据和动画导出

Ø 不同类型求解器的使用场景和方法

COMSOL

软件进阶

COMSOL中RF、波动光学模块仿真基础

Ø COMSOL中求解电磁场的步骤

Ø RF、波动光学模块的应用领域

RF、波动光学模块内纯指置方程解析推导

Ø

亥姆霍兹方程在COMSOL中的求解形式

Ø

RF方程弱形式解析,以及修改方法(模拟特殊本构关系的物质)

Ø

深入探索从模拟中获得的结果

(如电磁场分布、功率损耗、传输和反射、阻抗和品质因子等)

边界条件和域条件的使用方法

Ø 完美磁导体和完美电导体的作用和使用场景

Ø 阻抗边界条件、过度边界条件、散射边界条件、周期性边界条件的作用

Ø 求解域条件:完美匹配层的理论基础和使用场景、 PML网格划分标准

Ø 远场域和背景场域的使用

Ø 端口使用场景和方法

Ø 波束包络物理场的使用详解

波源设置

Ø 散射边界和端口边界的使用方法和技巧(波失方向和极化方向设置、S参数、反射率和透射率的计算和提取、高阶衍射通道反射投射效率的计算)

Ø 频域计算、时域计算

Ø 点源,如电偶极子和磁偶极子的使用方法

Ø 背景场的作用及使用方法

材料设置

Ø 计算模拟中各向同性,各向异性,金属介电和非线性等材料的设置

Ø 二维材料,如石墨烯、MoS2的设置

Ø 特殊本构关系材料的计算模拟(需要修改内置的弱表达式)

网格设置

Ø 精确仿真电磁场所需的网格划分标准

Ø 网格的优化

Ø 案列教学

COMSOL WITH

MATLAB功能简介

Ø

COMSOL WITH MATLAB 进行复杂的物理场或者集合模型的建立(如超表面波前的衍射计算)

Ø COMSOL WITH

MATLAB 进行复杂函数的设置(如石墨烯电导函数的设置和仿真)

Ø COMSOL WITH

MATLAB 进行高级求解运算和后处理

Ø COMSOL WITH

MATLAB求解具有色散材料的能带

三、部分案例图示:

⑸ 如何用COMSOL Multiphysics 做热场和流体的多物理场耦合

流场和传热耦合,comsol做的比较不错,建议你把你要模拟的模型的方程列出了,然后选择合适的模块,比如你要模拟流场和温度场耦合的话,你需要流体模块和传热模块,耦合实际上就是流场模块中的NS方程的温度项是传热模块的温度,而传热中所用的速度场和压强分布是流场NS方程的速度和压强项。你把相应的模块都选在同一个组件中,你就会发现相应的速度,压力,温度都有预定义好的选项,就是说,可以你自己自定义,也可使用需要耦合模块中的值。很方便。如果没有你需要的模块,你可以考虑PDE自定义方程功能。

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