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All posts by Amelia Halliday

如何在 COMSOL®中使用草图工具绘制二维几何

2020年 6月 18日

在COMSOL软件中对二维组件进行建模,或在三维模拟中使用工作平面时,您可能已经注意到,如何创建几何图形的功能发生了一些细微但重要的变化。使用草图 模式以及约束和尺寸,可以绘制平面几何图形并定义您所绘制的几何实体之间的关系。

如何使用参数估计研究步骤进行逆向建模

2018年 3月 29日

创建仿真时,通常首先从构建正向模型开始,设定各种输入值,然后查看结果。但是,如果我们已经通过实验或调查得到一组结果(如材料属性),然后想通过仿真找到能得出相同结果的输入数据,该怎么办?本篇博文,我们将通过一个视频教程向您演示如何在 COMSOL Multiphysics® 中使用 参数估计 研究步骤帮助我们建立逆向模型,并求解模型的最佳输入值。 视频教程:在 COMSOL Multiphysics® 中执行参数估计研究   使用参数估计研究步骤进行逆建模 假设我们需要通过仿真得到有一组外部数据(来自实验测量值或参考数据集),我们该怎么做?这时,我们可以使用逆向建模 。顾名思义,逆向建模就是对问题采取逆向建模的方法,即求解的不是输出值,而是输入参数。 为了获得所需的仿真结果,我们可能需要调查或通过实验得到几种模型输入值,例如材料属性。在求解这些输入值时,为了使外部数据和仿真结果非常接近,我们会寻找最优值。很自然,我们想到了使数据之间差值的平方和最小的方法来求解。因此,将问题构建为最小二乘优化问题是一个有效的建模策略。为了简化设置和求解问题的过程,我们可以使用 COMSOL Multiphysics® 软件中的参数估计 研究步骤。 注意:要使用 参数估计 研究步骤,研究的问题必须与时间有关,并且需要具有COMSOL 软件优化模块的许可证。另外,还需要通过一个插值函数或用户定义的参考表达式来引入一组参考数据。请注意,参考数据必须是与时间相关或者是一个单变量函数。 参数估计研究步骤的 “设置”窗口。 参数估计 研究步骤对于各种逆向建模问题(主要是参数估计)非常有用,其目的是估计模型所需输入(即参数)的值,这可以帮助我们深入了解参数的数值大小(以及属性)影响目标函数的方式。 参数估计 功能最典型的用途之一可能是曲线拟合或类似的数据拟合应用。此过程涉及将函数拟合到一系列数据点。函数的拟合是通过估算函数中的系数值来完成的,本质上是将参数化的解析函数拟合到一个数据集合。通过将曲线拟合到一组数据点,我们可以对函数以及无法得到确切数据的区域进行插值。 在本文开头的教程视频中,我们通过一个优化后的 弯头支架教程模型 演示了参数估计的使用。在进行这项研究之前,我们需要正确定义问题…… 在 COMSOL Multiphysics® 中执行参数估计研究 在 COMSOL 中执行参数估计研究通常包括三个主要步骤: 预研究:准备定义,例如参数、变量和函数 研究设置:自定义研究的各项内容并进行计算 后期研究:进行后期处理使结果可视化,比较模拟值和实验结果,并提取最佳的参数估计值 下面,让我们看一下如何完成这些步骤,以及在模型中设置 参数估计 研究步骤时需要考虑的重要因素。 步骤 1:参数估计预定义 在进行参数估计研究之前,我们必须先定义问题。这通常涉及创建参数、函数和变量的组合。首先,我们定义模型的输入参数,它们是需要被估算的值;接下来,通过定义一个参考函数或表达式来引入外部数据;最后,定义一个从仿真结果中提取并评估的输出变量,并将其与测量得到的输出数据进行比较。 在文中开头的视频中,我们对弯头支架进行了瞬态传热分析。然后将传热仿真得到的模拟数据与实验数据进行了比较,该实验数据用于评估材料的热导率值。 在固体传热 节点中,导热系数用 k 表示。因此,我们定义一个名为 k 的参数,输入一个 k 的粗略估计值,并在适当的节点中用它来定义导热系数。 左:用于参数估计研究的参数,包括用于估计导热系数的参数 k。右:在节点(名为实体 1)使用参数 k 定义需要估计的材料属性。 接下来,为了将外部文件中的数据引入到 COMSOL® 软件中,我们创建了一个定义。在本例中,参考数据是一个与时间相关的温度测量值的集合,这些值包含在一个用逗号分隔(CSV)的文件中。通过将 插值 函数添加到模型组件中,然后使用从文件加载 按钮,可以快速轻松地将这些数据输入 COMSOL Multiphysics。数据以表格格式自动导入,第一列为时间,第二列为温度测量值。 通过“插值“ 函数将参考数据引入仿真中”从文件加载”按钮用于将外部文件导入函数。 在单位 部分,我们只需要简单的输入参数(时间)和函数(温度)的相应单位,无需设置函数的 插值和外推 选项,因为研究仅计算函数的自变量或 t 列中明确指定时间点的差值。因此,数据点之间的平滑度和超出数据范围的函数行为设置并不重要。 现在,我们需要定义一个表达式,以从仿真结果中提取温度量(此量随后将与内插函数中的温度测量值进行比较)。我们要提取并用于比较的量是支架右上端表面的平均温度。 由于要获取量(温度)的平均值,因此我们首先在 […]

使用 COMSOL Multiphysics® 创建模型几何

2017年 6月 29日

创建模型几何是进行仿真的第一步。在 COMSOL Multiphysics® 软件中,有丰富的几何操作、功能和快捷工具帮助我们创建模型几何,其中包括生成几何体素,布尔、分割和变换操作,工作平面操作以及其他 CAD 工具。

使用查找工具和自动完成工具加快建模过程

2017年 5月 8日

正在寻找加快模型创建流程的方法吗?1 种途径是使用“查找”和“自动完成”工具。我们讨论了如何使用这些工具,并提供了视频演示。

使用 COMSOL Multiphysics® 中的帮助工具指导建模

2017年 1月 10日

众所周知,COMSOL Multiphysics® 软件能够帮助我们解决工程问题,但是在软件使用的过程中,我们可能会遇到一些问题,不知道如何寻求帮助。不必着急,COMSOL 创建了一些实用的资源可以指导我们的建模过程。在本篇博文中,讨论了三种可以在 COMSOL Multiphysics 中使用的帮助工具:“帮助”窗口、“文档”窗口 和 “案例库”。在文章末尾处,还添加了一个视频链接,通过观看相关视频,我们可以了解和学习如何访问和使用这些工具。接下来,让我们一起来了解如何访问和使用这些工具吧! 帮助窗口 在 COMSOL Multiphysics 中进行仿真时,我们可能希望能够随时随地查找到有关该软件的更多信息。无论是了解模型树中的节点,当前正在执行的操作的设置,还是正在选择的一组选项之间的差异以及它们对模型的意义,都可以在软件中随时获得指导。这些都是 COMSOL Multiphysics 中“帮助”窗口提供的便利。 “帮助”窗口,显示了基于主题内容的电势边界条件。 通过单击软件右上角的“帮助”按钮(蓝色问号标出)或键盘上的 F1 键访问“帮助”窗口,能够迅速访问与当前正在使用的模型树节点或窗口相关的信息。当我们在软件中选择项目或向模型添加设置时,显示文本将会自动更新,这使我们在需要帮助时能够立即获得帮助。 由于“帮助”窗口在打开时会出现在 COMSOL Desktop® 中,因此我们可以在不占用仿真屏幕空间的情况下访问所需要的信息;不需要在监视器上打开多个窗口,就可以查看帮助内容和“模型开发器”。 除此之外,我们还可以使用相应的按钮在“帮助”窗口中搜索和导航文本。 文档窗口 除了获得基于主题的帮助外,有时我们可能希望更轻松地访问、浏览和搜索更全面的 COMSOL Multiphysics 文档,包括已获得许可的任何模块的用户指南和手册。这时,我们就可以从 COMSOL Multiphysics 的“文档”窗口中点击“文件” > “帮助”按钮访问这些文档,也可以从计算机外部的 COMSOL Multiphysics 安装文件夹中进行访问。 附带 “AC/DC 模块用户指南”的“文档”窗口。 通过“文档”窗口,我们可以在一个窗口中快速、轻松地访问整个 COMSOL Multiphysics 文档库。打开“文档”窗口后,我们可以选择任何任何感兴趣的指南、手册的 PDF 或 HTML 版本文件。此外,每个单独文档的各个部分都具有超链接和书签。如上图所示,这些部分在窗口的左侧显示。这使我们可以在不同的章节和文档之间快速跳转。 在搜索软件文档时,有多个选项供我们选择,包括在整个库中搜索,仅在预先选择的一组指定文档中搜索,或者仅通过《案例库手册》搜索所有许可产品的功能。特别是通过搜索《案例库手册》,我们可以查找演示某些特定物理场、软件功能和特性的模型和仿真 App。 “帮助”窗口可以帮助我们在建模时快速地访问文档;当需要更详细的说明和更强大的搜索工具时,“文档”窗口可以为我们提供更全面的资源。 仿真 App 窗口 现在,我们已经知道如何访问正在处理的信息了,而访问与我们的工作相关的模型示例同等重要。模型示例可以教我们如何使用软件,检查 COMSOL Multiphysics 模型以及访问可应用于我们建立的仿真模型的指南。在 COMSOL® 软件中,我们可以在另一个有价值的资源(“案例库”窗口)中找到建模示例。 “案例库”窗口,已选择并显示“热执行器”教程模型。 通过文件 > 案例库可以访问“案例库”窗口,其中涵盖了每个模块和工程学科的数百个模型和仿真 App。使用“搜索”字段,可以找到我们所需的如何使用涵盖某些特定物理场或功能的仿真 App 和模型。每个案例均包含模型的简要摘要、COMSOL Multiphysics 模型文件,以及全面介绍详细分步概述建模过程的 PDF 文档。该窗口为我们提供了如何建模,为什么应用边界条件以及如何应用边界条件的逻辑;也提供了可用于深入理解我们所创建模型的其他有用信息。 通过复现任何一个可用的教程模型示例,我们可以亲自体验建模过程。另外,还可以对案例库中的相关示例进行试验和扩展,以此作为我们设计的起点。 提示:“案例库”中提供的教程模型和演示 App 也可以在 COMSOL 网站“案例下载”页面在线获取。 后续操作:观看关于在 […]

在 COMSOL Multiphysics® 模型中高效地定义材料

2016年 9月 20日

COMSOL Multiphysics® 软件中内置了许多类型的材料,可以帮助您优化建模流程。除了这些内置的材料,该软件还拥有许多强大的特征和功能,让您得以高效地定义模型中的几何实体的材料。在定义材料、指定材料的属性,以及比较不同的材料对仿真结果的影响等方面,这些工具都能帮助我们大幅提升建模效率。在本篇文章中,我们将通过三段视频教程,向您展示这些工具的使用方法。

COMSOL Multiphysics® 直观的建模环境

2016年 6月 28日

仿真,是一件极为强大的工具,借助它可以让您对自己产品的设计性能有直观、全面的了解。研究的物理场或许很复杂,然而却可以在简单的建模环境中进行此类研究。正是以这一理念作为软件设计背后的逻辑,COMSOL Multiphysics® 软件的用户界面(UI)才不断被优化、易用性也在不断提升。在本篇博客文章中,我们从多个相关教学视频中挑选了其中三个具有代表性的视频,希望能为您熟悉建模环境及学习相关工具的使用提供指导。


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