最新内容
对周期性热负荷进行建模
我们经常收到关于周期性或脉冲性热负荷的建模问题。也就是一个热负荷在已知时间内反复启用和停用的情况。使用COMSOL Multiphysics 中的事件 接口，我们可以轻松、准确并且高效地对这种情况进行建模。这篇文章，我们将为您介绍这种建模技术，它适用于多种类型的瞬态仿真，在这些仿真中，负荷的变化发生在已知时间内。 编者注：这篇博客于 2022 年 10 月 4 日更新，以反映更新后的建模功能。 瞬态仿真简介 首先，我们先从概念上来简单了解一下在 COMSOL Multiphysics 中求解瞬态问题时使用的隐式时间步进算法。这些算法根据用户指定的容差来选择时步。虽然这允许软件在求解中出现渐变时采取非常大的时间步进，但缺点是使用太宽的容差会跳过某些瞬态事件。 为了理解这一点，我们以一个普通微分方程为例来说明： \frac{\partial u}{\partial t} = -u + f(t) 其中，强制函数 f(t) 是一个从 ts 开始，在 te 结束的矩形单位脉冲。给定初始条件 u0=1，我们可以用解析法或数值法在任意时间长度上求解这个问题。 如上图所示，在解析解的图中，当激励函数为零或一时，我们可以观察到解呈指数下降和上升。为了求解这个问题，我们使用默认的瞬态求解器，来看看两个不同相对容差的数值解： 相对容差为 0.2 和 0.01 时的数值解（红点），并与解析结果（灰线）进行了比较。 从上面的图中我们可以看到，非常宽松的相对容差 0.2 并不能准确描述负荷的变化。当设置比较严格的相对容差 0.01 时，得到了合理的解。我们还可以观察到，点的间距显示了求解器所使用的不同时间步进。很明显，在解变化缓慢的情况下，求解器采用了较大的时间步进，而在启用和停用热负荷时采用了较小的时间步进。 然而，如果容差设置得太宽松，当热负荷的宽度变得非常小时，求解器可能会完全跳过热负荷的变化。也就是说，如果 ts 和 te 移动到相互非常接近时，对于指定的容差来说总热负荷太小。当然，我们可以通过使用更严格的容差来缓解这种情况，但还有一个更好的选择。 我们可以通过使用显式事件 来避免收紧容差，显式事件 是一种让求解器知道它应该在一个指定的时间点评估解的方法。从这个时间点向前，求解器将继续像以前一样，直到达到下一个事件。让我们看看上述问题的数值解决方案，在 ts 和 t_e 时间段内采用显式时间，以 0.2 的相对容差进行求解，这是一个非常宽松的容差： 使用 显式事件时的数值解，即使采用非常宽松的相对容差 0.2，与解析结果相比也相当吻合。在远离事件的位置，要采取大的时间步进。 上图说明，每当启用或停用负荷时，显式事件 功能就会产生一个时间步进。宽松的相对容差允许求解器在解逐渐变化时采取大的时间步进。在事件发生后立即采取小的时间步进，以使解的变化得到良好的求解。因此，我们既能很好地解决热负荷的启停问题，又能采取大的时间步进，使整体计算成本最小。 现在，我们已经介绍了相关的概念，接下来，我们来看看如何实现这些显式事件。 一个传热的例子 我们来看一个 COMSOL Multiphysics 案例库中的例子，并稍作修改以包括周期性热负荷和事件 接口。在硅晶片激光加热例子中，激光被建模为分布式热源，在旋转的硅晶片表面来回移动。 激光热源本身沿着中心线在晶圆上来回穿越，周期为 10s。为了尽量减少加热过程中晶圆上的温度变化，我们希望在热源位于晶圆中心的时候周期性地关闭激光。 为了建立这个模型，首先我们引入一个事件接口，并在其中定义一个离散状态 变量。这个变量的名字是 ONOFF，它的初始值是 1，如下面的截图所示。 事件接口中的 离散状态屏幕截图。 我们可以使用离散状态 变量来修改代表激光热源的施加热流，如下图所示。 使用 […]
等离子体的热力学平衡
您对使用 COMSOL® 软件模拟等离子体感兴趣吗？了解不同等离子体类型以及何时使用等离子体模块中的每个可用接口。
弱形式方程的离散化
本博客是弱公式化系列博客的后续部分。在之前的博客中，我们使用 COMSOL Multiphysics 软件设置并求解了一个典型的弱形式方程，并借助一些简单的物理参数验证了结果。今天我们将深入了解这些方程是如何被离散并数值求解的。
彩色玻璃背后的科学
虽然彩色玻璃的设计现在变得越来越绚丽，但它的制造技术自出现以来就基本没什么变化。本篇博客中，我们除了讨论这一艺术形式之美，还将研究隐藏在它制造背后的科学。
为什么汽车蓄电池在寒冷天气中表现欠佳
如果不提前采取防范措施，那么在冬天寒冷的早晨发动汽车将会是一段令人不愉快的经历。发动机无法启动通常是由于蓄电池发生故障，为什么汽车上的蓄电池比其他零件更加敏感呢？答案就在于蓄电池具备的将化学能转换为电能的能力，当冬天生成的热量最少且低温下获得的热能较少时，这一转换能力就变得很差。
仿真改进了双圆锥天线的设计
许多需要进行电磁兼容性合规测试的产品都采用了双圆锥天线。这类天线具备重要的宽带特性，有助于进行此类测试。我们将探讨如何通过仿真来确保这一点。
多相催化建模方法
获取异质催化的介绍，异质催化反应中化学物种的主要步骤，吸附-解吸模型，表面反应，以及更多内容…
特殊绘图类型：极坐标、远场和粒子追踪绘图
在最近的后处理系列博客中，我们演示了流体、力学、化工及电气应用中常用的几种绘图类型。在本系列接下来的几篇博客中，我们会介绍一些不太常用的、仅针对特定应用的绘图类型，还将介绍其他一些您可以用于改进图形化显示的工具。本篇博客中，我们将重点介绍极坐标图、远场图和粒子追踪图。