多物理场仿真和 App 推动创新

多物理场建模与仿真帮助企业、高校和科研机构等组织以较低的成本进行更快、更智能地创新。研发团队将 COMSOL Multiphysics^® 仿真整合到研发工作流程中，能够帮助团队建立精确的仿真模型，设计和优化实际工程问题，并能基于模型开发可独立运行的仿真 App，使更多的团队、部门和客户受益于多物理场仿真的优势。最终，工程师和设计人员可以在研发周期中更深入地了解产品，预测可能出现的问题，并更快地找到解决方案。

COMSOL Multiphysics^® 6.2 新版本的发布，带来了更加强大的软件仿真功能：扩展的多物理场仿真功能、更快的求解器技术，以及改进的用户体验。新版本还提供了基于多物理场模型开发、维护，以及运行仿真 App 和数字孪生系统的颠覆性功能。

为什么选择多物理场仿真？

仿真模型能够表征真实世界的物理现象，我们的世界本质上是各种物理场的相互作用。换句话说，能够将两种及两种以上的物理现象完全耦合在一起，对于生成准确模拟真实物理现象的数值模型至关重要。

以扬声器为例。在单一物理场模型中，我们只能分析预测音圈中的磁场。但是，如果能够同时研究磁场如何与扬声器的其他部件相互作用而产生力和振动，可能会更有用。我们可以使用 COMSOL Multiphysics^® 轻松添加和耦合模型所需的各种物理现象，以创建精确的仿真模型。例如，在这个扬声器模型中，我们可以模拟电磁、结构力学和声学的相互作用，进行完整的仿真分析。此外，COMSOL 模型可以模拟和耦合哪些物理现象或多少种物理现象是没有限制的。

左：扬声器的单物理场模型，显示了作用在音圈上的电磁力。右：扬声器多物理场模型，同时考虑了声-结构相互作用。

COMSOL Multiphysics^® 软件是一个建模和仿真平台，提供完整的多物理场和单物理场仿真功能。也就是说，跨工程和学科领域的工程师和科学家可以使用同一个软件平台，在统一的用户界面中建立任意模型。简单来说，多物理场仿真可以帮助企业、高校和科研机构等组织做出更明智的决策，生成创新的设计，降低制作物理原型和实验测试的成本，最终加快产品研发进程。

COMSOL Multiphysics^® 仿真软件概述

当跨团队、部门、组织和企业的同事都能够访问并参与开发精确的仿真模型，为创新和优化产品设计做出贡献时，仿真驱动的研发工作流程才能获得最大成功。为此，COMSOL Multiphysics^® 平台包括三个主要工作区：

• 模型开发器
  • 包含仿真专家所需要的基于物理场进行建模、求解、可视化和结果评估的所有功能。
• App 开发器
  • 为仿真专家提供简单、易用的工具，用于为同事和客户开发定制的仿真 App。
• 模型管理器
  • 为管理仿真模型和仿真 App 提供了一个结构化的工作区，具有版本控制、搜索和筛选，以及高效数据存储等功能。

左:模型开发器显示了一个液冷电池组多物理场模型的设置和结果。中:用于构建仿真 App 的 App 开发器。右:模型管理器，演示了比较两个模型文件的功能。

同一个软件环境，适用于所有工程领域

根据手头的任务，您可能希望使用专门的产品模块来扩展核心仿真功能。COMSOL Multiphysics^® 软件提供了丰富的附加产品，可专门用于电磁、结构力学、声学、流体流动、传热和化学工程等领域的仿真分析。由于 COMSOL Multiphysics^® 是多物理场 仿真软件，因此其产品模块中的所有功能都可以通过平台产品无缝连接。此外，您还可以通过 LiveLink™ 产品轻松地与 CAD 以及其他第三方软件进行交互。

提示: 请查阅用户案例库,了解全球的企业和机构使用 COMSOL Multiphysics^® 的应用案例。

可执行的仿真 App 加速产品创新

任何拥有 COMSOL Multiphysics^® 软件许可证的用户都可以开发和维护自己的仿真 App，同时拥有 COMSOL Compiler™ 的用户还可以进一步将仿真 App 转化为独立的可执行文件，分发给任何人并在任何地方运行。组织内外的同事都可以通过这些独立的仿真 App 测试任何设计上的变化，而无需占用仿真专家的时间。

仿真专业人员还可以使用 App 开发器中的拖放功能，方便、快捷地开发具有专门输入和输出界面的定制 App，这样 App 用户无需花费精力开发仿真模型就能受益于仿真的所有优势。就像点击一个按钮那样简单，您可以将仿真模型编译成独立的仿真 App，至于是将仿真 App 收费出售还是免费提供，是添加密码保护还是不受限制地共享，以及是否设置有效期等，都由您自己决定。当您使用 COMSOL Multiphysics^® 软件开发您自己的独立仿真 App 时，您可以完全控制开发 App 的数量、发布对象和发布方式。

COMSOL Multiphysics^® 中的 App 开发器以及附加产品 COMSOL Compiler™ 已经问世多年，我们今天发布的 6.2 新版本软件，可以让您以闪电般的速度高效开发仿真 App 和数字孪生模型。

仿真 App 的自主化

从 COMSOL Multiphysics^® 6.2 版本开始，您可以在仿真 App 中加入数据驱动的代理模型，也就是说，App 用户可以根据自己的输入获得几乎即时的仿真结果。经过训练的代理模型可以在不影响精度的前提下，近似给出成本更高、功能更完善的有限元模型所能获得的计算结果。

此外，新增的计时器 事件可以在无需用户交互的情况下触发方法的执行，例如，联系外部服务器、获取数据，运算并更新仿真 App 的显示界面。使用 6.2 新版本，既能使用代理模型，又能将仿真 App 连接到外部传感器、数据库和网络服务，还能够将仿真 App 开发为一个高效运行的数字孪生系统。

COMSOL Multiphysics^® 6.2 新版本更多发布亮点

6.2 新版本升级了 COMSOL Multiphysics^® 平台产品的核心功能，并在整个产品模块中引入了许多新功能，为用户带来了比以往更强大的仿真功能。

用于计算电机、室内声学和湍流的快速求解器技术

没有人喜欢等待，尤其是在求解模型时。COMSOL 开发人员一直致力于提高求解速度，以在确保精度的同时，减少各种模型求解所需的时间。6.2 新版本在这方面的最大亮点是，用户可以更快地求解非线性电机的多物理场模型，以及将室内声学和机舱声学的脉冲响应计算速度提升了一个数量级甚至更多。在湍流仿真方面，计算速度比以往提高了 40%。

电动机

现在，从事电机、变压器和其他电气设备研究工作的工程师可以采用时间周期求解器更快地求解非线性问题。此外，6.2 新版本还可以轻松进行涉及声学、结构力学、多体动力学和传热的电机多物理场仿真分析，以及进行优化研究来创新电机设计。了解更多信息，请访问 AC/DC 模块发布亮点。

一个永磁同步电机的非线性时间周期示例。

室内声学

我们使用室内乐厅模型进行了一个测试，来说明 6.2 新版本的室内声学仿真速度有多快。在以前的软件版本中，这个模型的计算和结果分析（计算脉冲响应、绘制射线轨迹等）综合时间需要 18 小时，而在 6.2 新版本中只需 2 小时。如果您想了解更多声学相关新功能，请访问：声学模块发布亮点。

使用新的射线声学接收器功能的室内音乐厅模型。

湍流

6.2 新版本提升了求解器速度，将湍流模型的求解效率提高了 40%。此外，新的初始化步骤进一步缩短了湍流模型和大涡模拟的求解时间。 COMSOL Multiphysics^® 6.2 新版本的 CFD 模块还新增了 7 个湍流模型，用于跨音速流动和超音速流动仿真。对于旋转机械，搅拌器模块中还新增加了一种新的分析类型，用于进行更精确的伪稳态研究。您可以访问 CFD 模块发布亮点了解更多信息。

使用新功能进行流动初始化的小丘状三维几何结构的大涡模拟。

改进用户体验，实现更高效的建模工作流程

仿真软件必须易于使用才能为企业带来最大价值。虽然 COMSOL Multiphysics^® 用户界面（UI）的整体外观和感觉与以前相同，但我们在 6.2 版本中对其适用性进行了多项改进。

部分用户界面更新如下：

• 语法高亮显示可以便于长表达式和函数的输入、读取和编辑。
• 选择边界和边时，按照连续相切对边界进行分组。
• 在模型开发器中进行过滤，更轻松地浏览大型模型，加快模型设置和验证。
• 对从互联网下载的 MPH 文件进行安全检查。
• 一次撤消和重做多个步骤，并查看更改历史。

使用过滤器功能调出 PSU 冷却模型中所有包含“heat”的节点示例。

6.2 新版本的 COMSOL Desktop^® 发布亮点页面详细介绍了所有用户界面的更新，欢迎查看。

结果与可视化

由于仿真模型代表真实世界的对应物，因此根据物理定律将它们表现 出来也很重要。通过添加合适的纹理、颜色和详细的照明效果，可以更容易地将模型可视化为其所代表的真实对象或流程。根据您正在运行的分析类型，绘图类型或彩色表格的选择也会影响您对结果的解释。COMSOL Multiphysics^® 软件平台包括构建几何图形、分配材料和网格划分以及大量的可视化功能。

在 6.2 版本中，可视化功能比以前更多了。您可以在下列组图中看到三项更新，并在结果与可视化发布亮点页面了解更多信息。

下一步

您是否刚开始接触 COMSOL Multiphysics^® ？欢迎与我们联系并告知您的仿真需求，我们将与您分享与您领域相关的信息。

如果您想详细了解新版本软件的所有更新功能，请访问：
COMSOL Multiphysics^® 6.2 版本发布亮点。