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在 COMSOL Multiphysics® 中曲线拟合解数据
我们讨论了连续解数据的曲线拟合、正交性的概念，以及如何将解数据拟合到一组正交函数以进行简单方便的后处理操作。
通过多物理场仿真设计 5G 设备的腔体滤波器
从雷达和微波炉到粒子加速器，射频腔体滤波器可用于各种不同的应用领域。 其中：5G 设备和基础设施。
使用 COMSOL® 分析电动机和发电机设计
使用电磁学仿真，您可以研究和优化永磁电机或发电机中的磁场分布、机械扭矩以及铁的使用和损耗。
通过仿真研究输电线附近的磁场暴露水平
Sweco使用数值模拟来研究输电线路周围的磁场暴露水平。点击这里了解完整的故事。
课程：在 COMSOL® 中模拟电磁线圈
获取有关使用 COMSOL Multiphysics 和 AC/DC 模块建模线圈的学习中心课程的概述，从设置线圈模型到分析电磁加热等等。
使用 3 维模型研究海底电缆中的电感效应
更换一个发生故障的海底电缆非常昂贵（可能超过 1 亿美元），因此一个经典的设计可以持续使用 40 多年。为了确保可以获得良好的投资回报，电缆行业通常采取比较保守的做法：极度依赖经验法则、安全系数、生命周期分析以及诸如国际电工技术委员会（IEC）提供的一些标准。但是，这些系数和标准往往会过高估计所需要的尺寸和材料。在竞争激烈的市场中，电缆供应商正在寻找更具成本效益的解决方案。 请注意：在本篇博客文章种，我们将介绍 8 部分电缆系列教程 的最后 2 部分，着重介绍3维电缆模拟。该系列教程讨论了使用 COMSOL Multiphysics® 和 AC/DC 模块模拟电缆的 2 维、2.5 维和 3 维等多方面内容。该系列教程的前 6 部分已在之前的博客文章中作了介绍：《COMSOL Multiphysics® 中的电缆建模：8 部分系列教程》。 快速提升电缆模拟能力 就在几年前，只有在大型集群系统上运行专用代码的专家才能使用详细的3维电缆模型。如今，任何能够使用现代台式计算机的人都可以在大约半小时内运行带有扭转电磁铠装的3维电缆模型。几何处理、网格剖分、求解和后处理都可以在 COMSOL Multiphysics® 软件的友好型用户界面中完成。 在标称相位温度为 90℃时，三芯铅包 XLPE HVAC 海底电缆的相、屏蔽层和铠装中的电阻和磁损耗密度。 因此，在电力电缆行业中，3维电缆模型正在逐步取代经验模型（例如IEC系列标准提供的模型）。对于典型的用例，这些标准允许制造商满足特定规格。对于电缆系统的用户，他们可以评估所需的工作条件和所产生的系统限制等。 尽管这些标准依赖于经验模型和数十年的经验，但数值模型实际上可以详尽地求解麦克斯韦方程组。数值模型有一个显著的优点，即它能够研究没有官方标准的设备。此外，数值模型还提供了一种新的方式，使人们可以更深入地了解正在发生的物理现象，从而超越传统的标准方法。这样将减少材料和制造成本，提高系统效率，但同时仍保持足够大的安全系数。在竞争激烈的电缆市场，数值分析被认为是一种至关重要的资产配置。 3 维扭转电缆模型的几何和网格剖分注意事项 对于大型 3 维有限元模型，设置几何和网格通常会占用我们大部分的模拟时间——换句话说，是我们的工时，而不是机器工时——尤其是对于具有独立铺设长度的扭转电缆模型而言，例如本文介绍的电缆。即使在使用扭转的周期性条件时，几何图形也将包含极端的纵横比。这意味着，如果我们仅使用通用的、各向同性的自由四面体网格，自由度（DOFs）的数量很容易就会超过三千万！ 迭代求解器也许可以在不消耗太多内存的情况下处理此问题，但是找到一个能够可靠而有效地求解模型的方法说起来容易做起来难。事实证明，使用直接求解器是一个更好的选择，但要使其在非常便宜的硬件（例如具有 32GB RAM和数百GB SSD交换驱动器容量的台式机）上正常运行，就需要将自由度的数量减少到大约二百万至四百万。幸运的是，对于各向异性网格，直接求解器比迭代求解器更具宽容性。 左：带扭转铠装的三芯铅包电缆的 3 维几何。右：相、屏蔽层和铠装中的扫掠网格（屏蔽层和铠装之间的空白区域使用拉伸的四面体网格）。 因此，我们面临的挑战是：需要找到一种可以正确解析电缆的几何和物理场的网格，并且自由度足够低，以使一台普通的台式机可以在合理的时间内求解模型。在COMSOL 案例库中，几何和网格 3 维模型教程（该系列教程的第 7 部分）展示了如何有效地应对这一挑战。该教程讨论了各种与几何和网格剖分相关的主题，包括如何： 使用 COMSOL 几何序列创建螺旋导体 对域和边界使用巧妙的选择过滤器，极大地简化模型的设置 设置有效而强大的网格剖分策略 设置几何时，为了以最少的计算量获得最佳的精度，教程使用了几何修正因子，例如倾斜和截断修正因子。此外，教程还讨论了扫掠网格以及拉伸的四面体网格、边界层网格和网格一致性。 使用 3 维模型研究海底电缆中的电感效应 电感效应 3 维模型教程（系列教程的最后一部分）全面概述了在 3 维模式下对一个 XLPE HVAC 海底电缆模拟时涉及的主题。尽管 2 维和 2.5 维模型对于电缆工程非常有价值，但它们无法像 3 维模型那样捕获相、屏蔽层和铠装之间精确而复杂的相互作用。这是因为，一般情况下，相和铠装在相反的方向以不同的铺设长度扭转。相反的扭转导致磁通密度在铠装中发展为纵向分量：磁通将遵循螺旋路径，而不是圆形路径（参见下图）。我们只能使用完整的 3 […]
弹性波，时域显式接口简介
从无损测试到地震波在土壤和岩石中的传播，有许多应用领域涉及弹性波在固体中的传播以及结构中的振动。
使用多层材料功能模拟薄层中的传热
COMSOL Multiphysics® 软件中内置了一组全面的功能，可用于计算薄层中的传热。关于如何使用这些功能以较小的计算成本获得精确的解，本文不做详细讨论。这篇博客，我们将重点关注与 多层材料 功能有关的问题：这项功能有什么作用？您的模拟如何从中受益？ 编者注：这篇博客最初发布于2019年。现在已经更新以包括自 COMSOL Multiphysics 5.5 版本开始传热模块中增加的新功能。 模拟薄层中的传热 COMSOL Multiphysics 中提供了一些功能，可以考虑几何结构中薄层的特定传热属性，并且无需在几何结构中明确表征这些层，即可求解薄层中的热量传递。对于不同领域的应用，您都可以在层中定义电流和机械应力，例如电子元件和承受热应力的层压复合材料壳。 下图显示了不同温度梯度下钢柱中的温度分布。由于热导率低，安装在钢柱中部由两种不同材料构成的薄陶瓷部件起到隔热屏障的作用，并在陶瓷部分产生温度产变。陶瓷层在模型几何中被表示为一个面而不是两层薄体积域，以减少对网格大小的限制，这可能会使几何的不同部分具有高纵横比。高纵横比会使该部分的可视化变得非常困难。尽管几何结构中并未明确表征陶瓷部件，您仍然可以求解所有层的温度分布，并可以将其放大后更好地进行后处理，如下图所示。 使用 固体传热 接口和 薄层 节点计算的包含陶瓷层的钢柱中的温度分布。为了清晰地查看结果，将陶瓷层的厚度放大了 20 倍。 有关此模型的更多详细信息，请参阅 COMSOL 案例库中的复合保温层教程案例。 多层材料功能对传热仿真有什么好处？ 多层材料 功能可以在两方面提高您的仿真经验： 在模型树的中心位置对多层壳属性的定义进行分组，以在不同物理场接口中访问。这样做是为了将介质定义从物理场定义中分离出来并减少建模工作，因为对于所有的物理场，介质属性只需设置一次。 通过允许如任意数量、任何位置和任意方向的层来增加灵活性。 接下来，我们来看看使用 多层材料 功能计算多层壳中的传热的功能设计的优势，考虑一个包含两层壳的几何结构： 在边界 1 上定义的第一层壳，由包含材料 1（顶部和底部）和材料 2（中间）的 3 层组成 在边界2上定义的第二层壳，由材料3构成的单层材料 包含多层壳的几何，以及施加在边界 1 和边界 2 上的材料。 多层壳作为表面被包含在几何结构中，但物理场方程可以通过增加自由度（DOF）在重建的体积域（下图中以红色显示）中求解。 施加在边界 1 和边界 2 上的多层壳的重建体积域（厚度放大了 10 倍）。 当模拟该几何结构中热量传递时，我们可以指定层数、每一层的厚度和材料。除了这些属性之外，还可以轻松访问高级参数，例如厚度方向的网格单元数量、边界上多层材料的取向和位置，以及层交界面的特定材料属性。 除材料外，多层壳的所有属性均由 多层材料 节点定义，包括多层壳的组成，每一层的几何和离散特性。物理节点（本示例中为 薄层）指向多层材料 节点（下图的中间部分）；多层材料 节点指向用于定义材料属性的材料节点（下图的底部）。 包含多层壳定义在内的模型节点。 因此，您可以应用一个单物理场模型，模拟由不同数量和类型的层组成的多层壳的热传导。多层壳的特性在 多层材料 节点中定义。通过在模型树中将介质属性和物理模型的定义划分为两个不同部分，如下图所示： 模型树和 固体 节点的 设置窗口。 软件中提供的几个多层材料节点： 单层材料 多层材料链接 多层材料堆叠 多层材料 阅读博客使用复合材料模块分析风力发电机叶片，了解如何将这些节点组合起来对风力发电机复合叶片进行模拟。 上文，我们对多层材料 功能进行了介绍，接下来，我们需要回答两个问题： 如何利用此功能进行传热仿真？ 该功能对仿真过程有什么帮助？ 在 COMSOL Multiphysics® […]