COMSOL Multiphysics® 5.4 版本主要新增功能

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COMSOL Multiphysics® 5.4 版本引入了许多新的建模工具、多项重要的性能改进、全新的“复合材料模块”以及可用于编译可独立运行的仿真 App 和数字孪生模型的 COMSOL Compiler™。借助 COMSOL Compiler™,您可以将通过“App 开发器”创建的 App 编译为可执行文件分发给任何人使用,这些 App 运行时不受许可证限制。

新产品:COMSOL Compiler™

新产品:复合材料模块

新增的“复合材料模块”支持对复合材料层合板进行建模,其中提供一系列前后处理工具用于分析具有数十或数百层的结构。通过将“复合材料模块”与多层壳新功能(在“传热模块”和“AC/DC 模块”中提供)结合使用,用户可以对复合材料执行多物理场分析,例如焦耳热与热膨胀耦合分析。

层压复合材料制成的风力发电机叶片分析。 使用新增的“复合材料模块”分析的层压复合材料风力发电机叶片。 使用新增的“复合材料模块”分析的层压复合材料风力发电机叶片。

核心功能概述

COMSOL Multiphysics® 软件的核心功能改进包含多个特征,方便您更有效地创建模型。您可以使用多个参数节点在模型中对参数集进行分组,还可以参照多个参数节点,执行参数化扫描。除此之外,您还可以对“模型开发器”中的大多数节点进行分组,并基于选择为几何模型指派定制的着色方案。在新版本的各项性能改进中,值得一提的是采用了新的内存分配机制,对于搭载 Windows® 操作系统并使用较新处理器(拥有 8 个以上处理器内核)的计算机而言,计算速度提升了数倍。

在大型三维模型中使用着色选择的示例。 对感应电动机中的选择应用不同的颜色后,可以更方便地查看这个大型三维模型。 对感应电动机中的选择应用不同的颜色后,可以更方便地查看这个大型三维模型。

电磁学概述

“AC/DC 模块”针对电磁建模新增了一个“零件库”,其中包含完全参数化的可以快速生成的线圈和磁芯零件。同样,“RF 模块”的 RF 材料库也得到了增强,其中新增的基板材料可用于模拟印刷射频、微波和毫米波电路。“射线光学模块”中模拟结构-热-光学性能(STOP)分析的建模工具得到了改进。最后,“半导体模块”中新增了一个可与静电 接口连接的薛定谔-泊松方程 多物理场接口。

使用“射线光学模块”中的 STOP 分析工具的 Petzval 透镜模型。 新的“Petzval 透镜”教学案例演示了“射线光学模块”中改进的 STOP 分析功能。 新的“Petzval 透镜”教学案例演示了“射线光学模块”中改进的 STOP 分析功能。

结构力学和声学概述

“结构力学模块”针对结构和声学建模新增了冲击响应谱分析工具,还增加了两个新模型用于演示该功能。您现在可以使用“非线性结构材料模块”和“岩土力学模块”,模拟开裂导致的脆性材料损伤。“多体动力学模块”中添加了流-固耦合 (FSI),用于研究机构与流体相互作用的问题。同时,“声学模块”新增了一个端口边界条件,您可以更方便地计算声传播损失和声插入损失;此外,新增的非线性 Westervelt 选项还支持模拟声压级较高的压力声学。

浸入流体的机构模型。 使用“多体动力学模块”中新增的建模工具模拟的浸入流体的机构,图中呈现了该机构的闭合运动以及流体引起的向前运动。洋红色箭头表示结构速度,红色箭头表示流体速度。表面根据压力大小着色。 使用“多体动力学模块”中新增的建模工具模拟的浸入流体的机构,图中呈现了该机构的闭合运动以及流体引起的向前运动。洋红色箭头表示结构速度,红色箭头表示流体速度。表面根据压力大小着色。

流体流动和传热概述

“CFD 模块”引入了两个主要更新:大涡模拟 (LES) 建模功能和一套全面改进的多相流建模工具,包括一个用于多相流的全新 FSI 接口。此外,“管道流模块”还添加了多物理场功能,新增了可与单相流接口连接的管接头 多物理场接口。“传热模块”中新增的热辐射方法支持漫反射-镜面反射表面和半透明表面,可用于模拟多层薄结构中的传热。

表面有移动障碍物的圆筒形储罐仿真。 障碍物在液面来回移动的圆筒形储罐的水平集仿真,演示了“CFD 模块”新增的多相流 FSI 功能。 障碍物在液面来回移动的圆筒形储罐的水平集仿真,演示了“CFD 模块”新增的多相流 FSI 功能。

化学和电化学概述

新版本针对“化学反应工程模块”的用户改进了热力学 接口,并新增了一个模拟乙烯到乙醇气相转化的 App。“电池与燃料电池模块”针对电化学建模提供了一个用于创建电池集总模型的新工具,“腐蚀模块”的用户现在可以使用水平集 多相流接口。

“反应平衡”建模 App。 “反应平衡”App 主要用作教学工具,既能帮助学生理解化学平衡动力学,又演示了如何计算平衡组成的定量结果。 “反应平衡”App 主要用作教学工具,既能帮助学生理解化学平衡动力学,又演示了如何计算平衡组成的定量结果。

发布亮点更新列表

核心功能

  • 新产品:COMSOL Compiler™
  • “模型开发器”包含多个参数 节点
  • “模型开发器”中的节点支持分组到文件夹
  • 基于选择对模型着色
  • 加快 Windows® 操作系统上的求解速度

电磁学

  • 完全参数化、方便建模的线圈和磁芯零件
  • 多层薄结构中的电流和焦耳热分析
  • 新增 40 余种基板材料,用于印刷射频、微波和毫米波电路
  • 新增用于薄金属层和抗反射涂层的边界条件
  • 新增用于半导体仿真的薛定谔-泊松方程 接口
  • 用于射线光学的新增和更新零件库
  • 功能更强大的 STOP 分析
  • 用于射线光学的光色散模型

结构力学和声学

  • 复合材料模块
  • 冲击响应谱分析
  • 用于增材制造的材料活化
  • 基于基本单元的微结构建模
  • 轴对称壳
  • 软接头
  • 用于壳、膜、结构装配和多体动力学的 FSI
  • 橡胶 Mullins 效应
  • 混凝土等脆性材料损伤模型
  • 声学端口
  • 非线性声学 Westervelt 计算

流体流动和传热

  • 大涡模拟 (LES)
  • 多相流 FSI
  • 新增用于自由和多孔介质流动的相传递模型
  • 多孔介质多相流
  • 更新的 Euler-Euler 公式、水平集公式和混合物模型公式
  • 新增非牛顿流体模型
  • 漫反射-镜面反射表面和半透明表面热辐射
  • 任意数量光谱带的表面对表面辐射
  • 光扩散方程
  • 多层薄结构中的传热

化工

  • 更新的热力学 接口
  • Maxwell-Stefan 扩散中的平衡反应
  • 稀物质传递 接口现在支持反应流 多物理场耦合
  • 电池集总模型
  • 膜(如用于电渗析)边界条件

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