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由二维轴对称电磁模型创建可视化三维绘图
今天,我们将介绍在 COMSOL 软件中如何绘制矢量场的三维视图,这些矢量场由 RF 模块和波动光学模块中的电磁波、频域 接口的二维轴对称公式计算获得。 由二维轴对称解生成三维绘图 回想一下,COMSOL 软件中的时谐分析 假设场分量根据 e^{j\omega t} 在时间上振荡,其中 \omega 是角频率。在二维轴对称公式中,电场的角度依赖性由 e^{-j m \phi} 计算,其中 m 是用户指定的整数。由时间和角度的相关性 e^{j(\omega t-m \phi)},可知电场围绕 Z 轴 旋转。我们的目标是由具有这种角度依赖性的二维轴对称解创建三维绘图。 使用二维旋转数据集创建三维绘图 在计算出二维轴对称问题的解之后,COMSOL Multiphysics 会自动生成一个名为“二维旋转”的位于“数据集”节点下的二维数据集,如下图所示。 旋转数据集可用于绘制三维视图。由于我们绘制的是三维绘图,因此将完成一次从 0° 到 360° 的完整旋转。“二维旋转1”的设置如下所示。可以看到,在 “旋转层”下,起始角度被设置为 0,旋转角度被设置为 360。 二维轴对称计算中的平面坐标为 (r,z)。由于角度 \phi 不属于计算域,因此没有被定义。不过,可以通过选中“定义变量”旁的复选框将它添加为三维数据集中的坐标。“二维旋转1”数据集中的角度变量名被设置为“rev1phi”,并可用于下文中的绘图和导出值的表达式中。 如下图所示,考虑一个带矩形截面的轴对称谐振腔。在二维轴对称公式中仅模拟矩形截面。 我们可以使用特征频率研究计算谐振模式。假设我们想绘制 m = 1 模式的场量。下图左侧为在 rz 平面 绘制出的电场大小。我们还可以在将空腔一分为二的表面上绘制电场的大小,这是使用 xy 平面 上的“emw.normE”三维切面图绘制的,平面数被设为 1。右下图中绘制了电场的大小。由于场是围绕 Z 轴 旋转的行波,因此它是轴对称的,这也是因为它遵循 | e^{j(\omega t – m \phi)} | = 1。 绘制电场的径向分量 现在,我们来绘制空腔平面内电场径向分量的实部。具体来说,我们将绘制 t=0 时的 Re { E_r(r,z) \, e^{j(\omega t-m \phi)} },其中 […]
使用自适应网格划分进行局部解的改进
选择网格对于解决方案的准确性很重要。 在这里,我们介绍了一种自适应网格划分技术,以基于局部度量细化网格。
学习高效地求解多物理场问题
我们总是被问到该如何更有效率地学习求解多物理场问题。过去的几周,我一直在撰写阐述 COMSOL Multiphysics 核心功能系列博客。这些博客旨在帮助您理解有关高效开发精确的多物理场模型背后的关键理念。今天,我将整体回顾一下该系列博文。
求解多物理场问题的 2 种算法
这篇博客,我们将介绍 COMSOL Multiphysics 中求解多物理场有限元问题的两类算法。到目前为止,我们已经学习了如何进行网格划分,以及求解线性和非线性单物理场有限元问题,但是还没有考虑过同一个域内存在多个相互影响的不同物理场的问题。
发射率具有波长依赖性的表面辐射传热建模
当求解一些辐射不可忽略的传热问题时,我们需要知道所有表面的发射率。发射率 是衡量表面通过辐射发射能量的能力指标,很大程度上取决于辐射的波长。当求解一些温度变化很大或暴露于高温辐射源(如太阳)的传热问题时,与表面发射率的相关性非常大。
微波等离子体的原理和仿真方法
微波等离子体,或称波加热放电,在半导体加工、表面处理和有害气体排放等许多工业领域都有应用。这篇博客介绍了 COMSOL 等离子体模块中的微波等离子体 接口的理论基础。
非线性静态有限元问题网格剖分的注意事项
我们已在求解器系列的部分博客中讨论了求解非线性静态有限元问题、用于改善非线性问题收敛的载荷递增,以及用于改善非线性问题收敛的非线性递增。我们还介绍了线性静态问题网格剖分的注意事项,以及在网格剖分过程中如何找到奇异性并对此进行处理。
非线性问题的载荷递增
正如我们之前在“求解非线性稳态有限元问题”博客中所看到的,并不是所有的非线性问题都可通过阻尼 Newton-Raphson 法求解。尤其是当选择了一个不合适的初始条件或者设定一个无解的问题时,只会造成非线性求解器持续执行迭代而无法收敛。在此我们介绍一种更为可靠的非线性问题解决方案。