研究与求解器

仅存储选定部分的解

在 COMSOL Multiphysics 5.2 版本中求解时,您现在可以只存储选定部分的解。当您在可视化和结果中只需用到部分的解,就可以利用这项功能来节省内存,提升计算效率。

您可以按照以下步骤使用这一新功能:

  1. 创建一个或多个指定选择(组件 > 定义 > 选择)。
  2. 在任意标准研究步骤的因变量值 栏的下拉列表中,选用指定选择。

示例模型演示了雷达检测的工作原理,其中使用了完美匹配层来吸收向外的波,使其不发生反射。借助这个新功能,您可以丢弃完美匹配层部分的解,仅保存环绕船周围空间的解,解的大小将能从 184 MB 减小到 142 MB。在一些模型中,根据建模的需要,可以更显著的减少所保存的文件大小。 示例模型演示了雷达检测的工作原理,其中使用了完美匹配层来吸收向外的波,使其不发生反射。借助这个新功能,您可以丢弃完美匹配层部分的解,仅保存环绕船周围空间的解,解的大小将能从 184 MB 减小到 142 MB。在一些模型中,根据建模的需要,可以更显著的减少所保存的文件大小。

示例模型演示了雷达检测的工作原理,其中使用了完美匹配层来吸收向外的波,使其不发生反射。借助这个新功能,您可以丢弃完美匹配层部分的解,仅保存环绕船周围空间的解,解的大小将能从 184 MB 减小到 142 MB。在一些模型中,根据建模的需要,可以更显著的减少所保存的文件大小。

新增两个 Runge-Kutta 求解器

新增两个显式 Runge-Kutta 求解器,RK34 和 Cash-Karp (RK45)。RK34 适用于振荡类问题,沿虚轴有较好的自适应性及良好的稳定性。Cash-Karp 类似于之前软件版本中所增加的 Dormand-Prince 5 求解器,但可以沿负实轴提供更大的稳定性区域,因此在处理自然衰减类问题时更有效。这两个新增求解器都提供了 PI 控制策略及刚度检测, 因此可以提供极为先进的自适应性,同时还包括了一项用于确定初始时间步长的先进技巧。

您可以在标准瞬态求解器节点使用新的 RK 求解器。注:您仍可选择使用 Dormand-Prince 5 求解器。 您可以在标准瞬态求解器节点使用新的 RK 求解器。注:您仍可选择使用 Dormand-Prince 5 求解器。

您可以在标准瞬态求解器节点使用新的 RK 求解器。注:您仍可选择使用 Dormand-Prince 5 求解器。

增强 FFT 研究与求解器

COMSOL Multiphysics 5.2 版本极大增强了快速傅立叶变换 (FFT) 研究步骤,包括时域到频域 FFT、频域至时域 FFT 以及对应的 FFT 求解器。

新版本中,用户可以通过指定起始时间与结束时间,而不再是一个时间列表来指定时域到频域 FFT(前向 FFT)研究步骤的 输入时间 范围。从指定的最大输出频率中,可推导出插值输入解的数量 N(求解器日志中会显示此派生值 N)。解的缩放包括两种:离散缩放比例(未缩放)和连续缩放(按时间或频率阶跃进行缩放)。其他可用的窗函数包括 Rectangular、Gaussian、Hamming、Hanning、Blackman 和 Tukey。您可以在根据表达式和 截断 的上方找到这些函数。

"时域到频域 FFT 研究步骤" 的设定窗口 "时域到频域 FFT 研究步骤" 的设定窗口

"时域到频域 FFT 研究步骤" 的设定窗口

在时域到频域 FFT (正 FFT ) 研究步骤中的 不储存实数输入的负数频率 选项,可省去相对于输入的实数数据,输出的复数结果中很多不必要的信息。而在从频域到时域(逆 FFT)研究步骤中,对于非正或者非负的输入频率数据,系统将自动将其扩展,包含其负频率或者正频率的复共轭虚部。这一缺省设置可在求解器这一级通过 扩展输入样本 的以下两个选项关闭:增加复共轭对(缺省)和 使用原始数据。扩展输入样本可以让您从输入的复数数据中创建实数输出数据,重新生成从时域到频域 FFT 中的不储存实数输入的负数频率 选项所删除的数据。

对于时域到频域 FFT,求解选项中的 增加稳态解 选项可自动在输入数据中添加频率为 0 的输入。这一功能是通过或者提取频率为 0 的数据,或者将数据增加至频率为 0 时的解,进行稳态求解来实现。

时域到频域 FFT 的 输出时间列表 现在可以精确对应输出的时间值计算(即指定的输出时间值)。输出解的个数可以与输入解的个数不同。与软件之前的版本相比,新版本中已经不再为了满足一个完整的周期或者人工输出步长(影响指定的大小)而有任何输出解的截断或扩充。

在研究节点中不再有 周期性输入数据 选项。在求解器选项中,如果扩展输入样本设置为 使用原始数据 (非缺省选择)时,这个选项总是可以用于正向和逆向的转换。如果勾选了 周期性输入数据,周期性值不再附加在数据输入的末尾,在之前的 COMSOL Multiphysics 的版本中会创建相同数目的输入和输出数据。

逆变换的变换算法选择器(如自动、快速傅里叶变换,或者非均匀傅里叶变换)不再可用。FFT 算法只有在输出时间列表是等间隔,并且给定输出时间范围与输入数据匹配时的逆变换中可用。FFT 研究步骤的功能现在基于 Intel® 数学核心库 (MKL)。