北极精灵使用仿真助推圣诞老人飞行

今天，我们欢迎一位特邀博主的再次到来，他同时也是 COMSOL 多物理场仿真软件的忠实用户 ! 这位博主来自北极工坊的精灵工程师团队。这群精灵工程师正在北极的一个舒适的工作室中忙碌地工作着，负责为他们的上级提供工程上的技术支持，而这位上级正忙于为世界各地的小朋友和大朋友们传递快乐。现在就让我们来看看在过去的一年里他们都经历了哪些技术挑战吧！

精灵工程师团队遇到的新的工程挑战……

在去年的 12 月，我们精灵工程师团队遇到了一个棘手的问题：礼物派发中可能出现的困难（详情参见：圣诞老人在派送礼物过程中遇到了挑战）。我们当时使用 COMSOL Multiphysics 模型迅速解决了这个问题。从那之后，我们就成为 COMSOL 软件的忠实用户，开始更加频繁地使用 COMSOL 软件帮助我们解决各种工程问题。

今年我们遇到的最大挑战之一，是圣诞老人希望我们建造一个新的拐杖糖火箭，用于升级他的雪橇。如果设计合理，这种配置的火箭在高海拔地区可以明显提升雪橇的速度。然而在去年的一整年里，圣诞老人在家里又吃了更多的曲奇饼干，所以我们必须重新设计雪橇的连接部件，以确保其具有合理的工程强度。设计草图如下图所示。

我们遇到的最大挑战就是工程设计图。

我们的设计目标是确保新的圣诞雪橇结构稳定，同时也希望我们的设计富有奇幻的节日美感。我们从最近这篇关于衍生式设计的博文中获得了灵感，使用了 COMSOL 软件中的设计模块来模拟各种可能的设计。

不同的雪橇设计。

在选择了一个雪橇设计并对它进行仔细打磨后，我们还必须考虑它在所有运行阶段可能发生的情况，比如当圣诞老人驾驶雪橇飞入极地偏心轨道时，是否能安全行驶。在飞行过程中，雪橇会被多个地面卫星接收站追踪，但我们担心这些组织可能无法识别新的火箭设计和热特征。经过讨论，我们认为最好还是向我们的同事发送一份新雪橇在轨道上的可视化图像。于是，我们基于 COMSOL 的方程建模功能，求解了管理太空飞行的常微分方程，然后使用 6.0 版本软件中新的后处理工具生成了新雪橇在轨道内的飞行轨迹动画。

北极上空一切正常 !

正如你所看到的，我们的团队再次战胜了挑战！圣诞老人对新的雪橇设计非常满意，并表示明年他会尽量少吃点儿饼干。

最后，在北极辛勤工作的精灵们向所有 COMSOL Multiphysics 用户送上他们最美好的节日祝福！

关于作者

Winter Frost 是圣诞老人工坊的高级精灵工程师，专长于产品派送、轨道力学，以及拐杖糖火箭的形状优化。