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COMSOL veröffentlicht Version 5.5 von COMSOL Multiphysics®

COMSOL Multiphysics® Version 5.5 enthält neue leistungsstarke Werkzeuge zum Entwurf von Geometrien, schnellere Löser und zwei neue Produkte: das Metal Processing Module und das Porous Media Flow Module.

Göttingen (14. November 2019) — COMSOL, der führende Anbieter von Softwarelösungen für Multiphysics-Modellierung, Simulation sowie Design und Bereitstellung von Simulations-Applications, kündigt die neueste Version seiner COMSOL Multiphysics®-Software an. In der Version 5.5 bietet das Design Module völlig neue Zeichenwerkzeuge zur einfacheren Erstellung und vielseitigeren parametrischen Steuerung von Geometriemodellen. Neue und aktualisierte Löser beschleunigen eine Vielzahl von Simulationen. Zwei neue Add-On-Produkte, das Porous Media Flow Module und das Metal Processing Module, erweitern die Leistung der Multiphysics Produktpalette.

Leistungsstarkes parametrisches Skizzieren mit Bemaßungen

Das Design Module bietet ein neues Skizzierwerkzeug, mit dem Sie planaren Zeichnungen für 2D-Modelle und 3D-Arbeitsebenen auf einfache Weise Bemaßungen und Abhängigkeiten zuweisen können. „Wir haben das Tool für neue Dimensionen und Abhängigkeiten sorgfältig in den Model Builder integriert, damit es ein natürlicher Bestandteil des COMSOL Multiphysics-Workflows wird“, sagt Daniel Bertilsson, Technologiemanager für Mathematik und Informatik bei COMSOL. „Die neuen Werkzeuge für Bemaßungen und Abhängigkeiten können zusammen mit Modellparametern in COMSOL Multiphysics verwendet werden, um die Simulation zu steuern, sei es für einen einzelnen Lauf, einen parametrischen Sweep oder eine parametrische Optimierung.“

Parametrische Optimierung einer Fluidströmung in einem Mikroventil mithilfe des neuen Skizzierwerkzeugs mit den im Design Module und darin verfügba-ren neuen Funktionen für Bemaßungen und Abhängigkeiten.

Neue Solver-Technologie für Akustiksimulationen

Die Ultraschalltechnologie gewinnt in einer Vielzahl von Anwendungen zunehmend an Bedeutung, z.B. in der Verfahrenstechnik, der zerstörungsfreien Prüfung oder der Unterhaltungselektronik. Neue Funktionen, die auf der zeitexpliziten diskontinuierlichen Galerkin-Methode basieren, ermöglichen effiziente Berechnungen auf mehreren Rechenkernen für Ultraschallausbreitung in Festkörpern und Flüssigkeiten, einschließlich realistischer Materialien mit Dämpfung und Anisotropie. Das Verfahren hat auch Niederfrequenzanwendungen, wie beispielsweise in der Seismologie. Aufgrund der generellen Multiphysikfähigkeit kann man die Ausbreitung linearer elastischer Wellen in Festkörpern und akustischer Wellen in Flüssigkeiten nahtlos kombinieren. Die neue Funktion für elastische Wellen ist für Benutzer des Structural Mechanics Module, des MEMS Module und des Acoustics Module verfügbar. Die Fluid-Struktur-Akustik-Kopplung ist im Acoustics Module verfügbar.

Schalldruckfeld in einem Fahrzeuginnenraum, gelöst mit der FE-Methode bei 7 kHz unter Verwendung eines speziellen Lösers für die Analyse der Wellenausbreitung.

Für Simulationen im Frequenzbereich ermöglicht ein spezieller Löser auf der Basis Finiter Elemente nun noch höhere Frequenzen (kürzere Wellenlängen). Mit dem neuen Löser können geschlossene Strukturen wie der Innenraum eines PKW sowie andere akustische Situationen analysiert werden.

Das neue Metal Processing Module

Das neue Metal Processing Module ermöglicht Analysen von Phasentransformationen in Metallen in der COMSOL Multiphysics-Umgebung. Typische Anwendungen sind Schweißen, Wärmebehandlung und Additive Herstellung von Metallen. „Mit dem Metal Processing Module können Deformationen, Spannungen und Dehnungen vorhergesagt werden, die sich aus erwünschten oder unerwünschten wärmeinduzierten Phasenänderungen in Metallen ergeben“, sagte Mats Danielsson, technischer Produktmanager bei COMSOL. „Das Modul kann mit jedem anderen COMSOL-Produkt für praktisch jede Art von Multiphysik-Analyse kombiniert werden, die eine Phasenänderung des Metalls umfasst. Benutzer können dies zum Beispiel mit dem Heat Transfer Module kombinieren und den Einfluss von Wärmestrahlung modellieren. Andere mögliche Kopplungen ergeben sich im Bereich Induktionshärten mit dem AC/DC Module oder zur hochpräzisen Vorhersage von Materialverhalten mit dem Nonlinear Structural Materials Module.“

Eigenspannungen in einem Stirnradgetriebe nach dem Abschrecken, berechnet mit dem Metal Proces-sing Module

Das neue Porous Media Flow Module

Das Porous Media Flow Module bietet Anwendern unter anderem in der Lebensmittel-, Pharma- und Biomedizinindustrie eine breite Palette von Analysen für Transportprozesse in porösen Medien. Das neue Add-On-Produkt umfasst Funktionen für Ein- und Mehrphasenfluss in porösen Medien, Trocknung sowie Transport in Spalten. Die Strömungsmodelle decken lineare und nichtlineare Strömungen in gesättigten und teilgesättigten Medien mit speziellen Optionen für langsame und schnelle Strömungen in porösen Medien ab. Die umfangreichen Multiphysik-Simulationsfunktionen umfassen auch die Berechnung der effektiven thermischen Eigenschaften von Mehrkomponentensystemen, Poroelastizität, sowie Stofftransport in festen, flüssigen und gasförmigen Phasen.

Simulation eines Festbett-Latentwärmespeichers mit dem Porous Media Flow Module.

Vereinfachte Form- und Topologieoptimierung mit dem Optimization Module

Anwender, die im Bereich Mechanik, Akustik, Elektromagnetik, Wärmetransport, Strömungsmechanik oder Stofftransport arbeiten, können in COMSOL Multiphysics seit vielen Jahren Form- und Topologieoptimierung durchführen. Das Optimization Module bietet jetzt ein vereinfachtes Setup für die Formoptimierung mit neuen integrierten Funktionen, z. B. durch Polynome parametrisierte Bewegungsgrenzen und integrierte Unterstützung für die Optimierung der Schalendicke. Eine neue Glättungsoperation zur Topologieoptimierung sorgt für qualitativ hochwertigere Geometrieausgaben, die für Analysen in der additiven Fertigung verwendet werden können. COMSOL Multiphysics unterstützt jetzt generell den Import und Export der additiven Fertigungsformate PLY und 3MF, zusätzlich zum bereits verfügbaren STL-Format.

Formoptimierung eines Haltewinkels mit dem Optimization Modu-le. Die Struktur wird einer Biegebeanspruchung ausgesetzt, was in einer optimalen Konstruktion zur Bildung von Graten führt. Die Visualisierung zeigt die effektive Spannung.

Analyse von nichtlinearen Schalen, Rohrmechanik und Zufallsschwingungen

Für Schalen und Verbundmaterialien stehen jetzt zahlreiche nichtlineare Analyseoptionen zur Verfügung, darunter Plastizität, Kriechen, Viskoplastizität, Viskoelastizität, Hyperelastizität und mechanischer Kontakt. Die Funktionalität zur mechanischen Kontaktmodellierung wurde erweitert, um jede Kombination von Festkörpern und Schalen zu unterstützen, einschließlich Festkörperschalen, Festkörperverbundschalen und Membranschalen. Abhängig von der Art der Analyse stehen diese Verbesserungen Benutzern des Structural Mechanics Module, des Nonlinear Structural Materials Module und des Composite Materials Module zur Verfügung.

Für Benutzer des Structural Mechanics Module bietet eine neue Benutzeroberfläche für die Rohrmechanik Funktionen zur Spannungsanalyse von Rohrsystemen. Die neue Funktion kann eine Vielzahl von Rohrquerschnitten verarbeiten und Einflüsse von äußeren Belastungen, Innendruck, axialen Widerstandskräften und Temperaturgradienten durch die Rohrwand berücksichtigen.

Nutzer des Structural Mechanics Module können nun auch zufällige Schwingungen innerhalb von Random Vibration Analysen durchführen, um die Reaktion auf Lasten zu untersuchen, die durch ihre Leistungsspektraldichte (PSD) dargestellt werden. Auf diese Weise zufällige Lasten wie turbulente Windböen oder straßenbedingte Vibrationen an einem Fahrzeug einbezogen werden. Die Lasten können vollständig korreliert oder nicht korreliert sein oder eine vom Benutzer festgelegte Korrelation aufweisen.

Analyse eines elastischen Kettenantriebes im Multibody Dynamics Module. Farben und Pfeile zeigen Betrag und Richtung der Geschwindigkeit in der Kette und den Kettenrädern an.

Kompressible Euler-Strömung und nichtisotherme Large-Eddy-Simulationen

Benutzer des CFD Module erhalten neue Interfaces für kompressible Euler-Strömungen und nicht-isotherme Large-Eddy-Simulationen (LES). Darüber hinaus unterstützen die Strömungsinterfaces für rotierende Maschinen jetzt die Level-Set- und Phasenfeld-Methoden sowie Euler-Euler- und Bubbly-Flow-Verfahren. Das Heat Transfer Module verfügt über ein neues Interface für diskrete konzentrierte thermische Elemente, einen Ansatz zur Modellierung von Ersatzschaltungen für Wärmetransportsimulationen. Die Strahlung in semitransparenten (teilnehmenden) Medien unterstützt jetzt mehrere Spektralbänder. Eine neue Formulierung mit offenen Grenzen für den konvektiven Fluss reduziert die Lösungszeit um 30%.

Mehrskalige Wellen- und Strahlenoptik, piezoelektrische Gehäuse und PCB Anschlüsse

Das Ray Optics Module kann jetzt mit dem RF Module oder dem Wave Optics Module kombiniert werden, um gleichzeitig Vollwellen- und Ray-Tracing-Simulationen durchzuführen. Dies ermöglicht eine Multiskalen-Modellierung, z. B. die Analyse eines Wellenleiterstrahls in einen großen Raum, wo die Verwendung einer Vollwellensimulation rechnerisch zu aufwändig wäre. Durch die Kombination des AC/DC Module und des Composite Materials Module können Anwender jetzt Verbundmaterialien mit dielektrischen und piezoelektrischen Eigenschaften in dünnen Schichten analysieren. Im RF Module erleichtert eine Reihe neuer Ports für Durchkontaktierungen und Übertragungsleitungen die Einrichtung erheblich und gibt dem Benutzer mehr Kontrolle beim Modellieren von gedruckten Leiterplatten (PCBs).

Effiziente Verteilung von Standalone-Applications

Mit COMSOL Compiler ™ können Sie eigenständige Applications auf der Grundlage von COMSOL Multiphysics-Modellen mit speziellen Benutzeroberflächen erstellen, die mit dem Application Builder erstellt wurden. Für kompilierte Applications ist jetzt nur noch eine Laufzeitbibliothek, COMSOL Runtime™, erforderlich. Eine COMSOL Multiphysics- oder COMSOL Server™ - Lizenz ist nicht erforderlich. „Die Veröffentlichung des COMSOL Compiler im vergangenen Herbst und die daraus folgende Möglichkeit, eigenständige Anwendungen zu erstellen, ist bei unseren Anwendern auf große Resonanz gestoßen.“, sagt Daniel Ericsson, Produktmanager für Applications bei COMSOL. Die neueste Version von COMSOL Compiler vereinfacht nun die Verteilung durch eine neue Kompilierungsoption zum Generieren von Dateien mit minimaler Größe. Wenn der Benutzer zum ersten Mal eine Application startet, bei der die neue Kompilierungsoption verwendet wurde, wird COMSOL Runtime von der COMSOL-Website heruntergeladen und bei Bedarf installiert. Für Applications, die dieselbe COMSOL-Version verwenden, wird nur eine Instanz von COMSOL Runtime benötigt. COMSOL Runtime hat eine Größe von ca. 350 MB und eine Application-Datei kann jetzt nur wenige MB groß sein.

Das COMSOL Runtime™ Installationsprogramm für eigenständige Applikationen, die mit dem Application Builder erstellt und mit COMSOL Compiler™ kompiliert wurden.

Highlights der Version 5.5

  • Neues Skizzierwerkzeug mit Bemaßungen und Abhängigkeiten
  • Schnelle Simulationen von linearen elastischen Wellen
  • Neues Metal Processing Module für Schweißen, Wärmebehandlung und Metalladditivherstellung
  • Neues Porous Media Flow Module für die Lebensmittel-, Pharma- und Biomedizinindustrie
  • Verbesserte Tools zur Form- und Topologieoptimierung für Analysen in Mechanik, Akustik, Elektromagnetik, Fluidmechanik, Wärme- und Stofftransport
  • Import und Export der 3D-Druck- und additiven Fertigungsformate PLY und 3MF
  • Bearbeitungswerkzeuge zur Reparatur von STL-, PLY- und 3MF-Dateien
  • Strukturanalyse von nichtlinearen Schalen, Rohrmechanik, zufälligen Vibrationen und Kettenantrieben
  • Kompressible Euler-Strömungs und nichtisotherme Large Eddy Simulation (LES)
  • Rotierende Maschinen mit Pegeleinstellung, Phasenfeld, Euler-Euler und Bubbly Flow
  • Äquivalenzschaltungen vereinfachter thermischer Systeme
  • Mehrere Spektralbänder für die Strahlung in teilnehmenden Medien
  • Effizientere Open Boundary-Randbedingung für den konvektiven Wärmetransport
  • Verwendung von Eigenschaften aus thermodynamischen Datenbanken in jedem Simulationstyp
  • Kombinierte Simulationen von Vollwellen- und Strahlenoptik
  • Piezoelektrische und dielektrische Schalen
  • Neue Leiterplattenanschlüsse für Durchkontaktierungen und Übertragungsleitungen
  • Verknüpfen von Bildern mit Microsoft® PowerPoint®-Präsentationen
  • Erstellen von eigenen Add-Ins zum Anpassen des Model Builder-Workflows
  • Standalone-Applicationen mit minimaler Dateigröße mit COMSOL Compiler™

Verfügbarkeit

Die Softwareprodukte COMSOL Multiphysics, COMSOL Server und COMSOL Compiler werden unter den folgenden Betriebssystemen unterstützt: Windows®, Linux® und macOS. Das Application Builder-Tool wird vom Windows®-Betriebssystem unterstützt.

Informationen zu den Highlights der Version 5.5 finden Sie unter: www.comsol.de/release/5.5

Um die neueste Version herunterzuladen, besuchen Sie: www.comsol.de/product-download

Über COMSOL

COMSOL ist ein globaler Anbieter von Simulationssoftware für alle Bereiche des Ingenieurwesens, der Fertigung und der wissenschaftlichen Forschung.

Das Produkt COMSOL Multiphysics® ist eine universell einsetzbare Softwareumgebung zur Erstellung physikalischer Modelle. Das Produkt kann einzeln genutzt oder um Funktionalität aus einer beliebigen Kombination von Add-On-Produkten (Modulen) zur Simulation von Elektromagnetik, Strukturmechanik, Akustik, Strömung, Wärmetransport und Verfahrenstechnik erweitert werden. Zudem ermöglichen Schnittstellen-Produkte die Verbindung zu allen wichtigen CAD-Tools am Markt. Alle Produkte sind nahtlos miteinander verbunden und ermöglichen beliebige multiphysikalische Kopplungen und einen einheitlichen Modellierungs-Workflow.

Zusätzlich zur eigenen Verwendung für multiphysikalische Modellierung können Modelle auf einfache Weise zu Simulations-Applications erweitert werden, die dank der Produkte COMSOL Server™ oder COMSOL Compiler™ von Konstruktionsteams, Fertigungsabteilungen, Testlaboren, Kunden und anderen weltweit verwendet werden können.

COMSOL wurde 1986 gegründet, beschäftigt mehr als 450 Mitarbeiter in 19 Niederlassungen weltweit und verfügt über eine erweiterte Präsenz durch ein Netzwerk von Distributoren.

COMSOL, COMSOL Multiphysics, COMSOL Compiler, COMSOL Runtime und COMSOL Server sind eingetragene Marken oder Warenzeichen von COMSOL AB. Informationen zu anderen Marken finden Sie unter www.comsol.de/trademarks.