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利用形状优化来设计新结构
设计新的结构时，你是否曾经对如何获得最优形状感到迷茫？如果是这样，那么你一定会乐意学习一种非常有用的称为“形状优化”的技术，拥有了这项技术，你的 COMSOL Multiphysics 建模技能就又提高了一步。今天我们将探讨形状优化的概念，并借助一个典型案例来演示其用法。
利用形状优化功能改变模型尺寸
在这篇博客文章中，我们将介绍形状优化的概念，即利用分析敏感性的方法来调整零件尺寸。如果您计划改进单个目标函数，或者修改一组几何参数和约束，可以使用 COMSOL Multiphysics 中的“优化模块”和变形几何 接口来发现最优结构，而无需重新剖分网格。我们来了解一下吧！
陀螺仪动力学的模拟
前几天，我儿子第一次接触到了有关旋转体的运动方程，他回来后问了我几个很有意思的问题。这些问题把我带回了多年前学习力学的时光，当时我也曾有过类似的困惑。在今天的博客 中，我将介绍两个与陀螺仪和陀螺有关的 COMSOL Multiphysics 模型，它们很好地展示了旋转体的一些显著特征。
利用全新的相场接口模拟三相流
在 COMSOL Multiphysics 5.2 版本中，对“CFD模块”和“微流体模块”各添加了一个全新的流体流动接口，实现分离三相流的建模。这个流体流动接口中模型可以考虑每两种流体之间的表面张力、与壁的接触角，以及每种流体的密度与黏度等因素。相场法可计算三相流之间的界面形状，以及考虑其与壁之间的相互作用。
用于声学仿真的新阻抗边界条件
在开发一个新产品或新功能时，第一步通常是单独了解功能特性。要通过数学建模获得可靠和准确的预测，必须非常详细地指定关键组件、测试设置和边界条件。然而，大多数工程师更愿意关注关键组件，而不是 “不相关”的部分。COMSOL Multiphysics 声学模块中新增的阻抗边界条件可以帮助工程师更准确地指定边界条件。 什么是阻抗边界条件？ 在回答上述问题之前，我们先来看看边界条件的定义。引入边界条件意味着 “我们知道在特定的边界上会发生什么”。边界条件会为域内正在求解的控制方程的动力学施加一个额外的约束。这个约束可以是一个已知的振动速度、一个硬声场壁或一个对称平面。施加了额外约束后，COMSOL Multiphysics 会寻找满足声学动力学 和 边界条件的解。 阻抗模型实际上是 “全流动”的模型，即同时对声压和声速施加一个条件，用于定义这两个因素之间的特定关系。在一些理想的情况下，这种关系是已知的。引入一个阻抗条件，本质上是形成一个特定的理想的声学行为。因此，阻抗边界条件 是一个很强大但简单的条件，适用于理想化动力学存在较明显的情况。例如我们熟知的麦克风腔的膜动力学，长管道中的声学，以及多孔表面的平面波声学，等等。 在数学上，阻抗边界条件指定了压力 p 和速度 v 之间的线性关系。 (1) p = Z\textrm{s} v 式中，Z\textrm{s} 是包含动力学的阻抗（SI 单位：Pas/m）。最高级的阻抗模型是在频域中给出的。因此，Z_\textrm{s} 通常是一个与频率有关的参数，Z_\textrm{s}=Z_\textrm{s}(\omega)。 与其指定一个 比阻抗 将速度与每一个点的压力联系起来（如等式(1)），不如使用声学阻抗 Z（SI 单位：Pas/m^3）将作用在一个表面的压力与该表面的体积流量 Q 相关联，即 (2) p = Z Q, \qquad Q = \intA v \ \mathrm{d} \mathbf{r} 最后，我们得到为行波定义的 特征比阻抗Z\textrm{c}。这类阻抗与波在域中移动时每一点的粒子速度和压力有关，这使它们成为对无限域有用的低阶模型。平面行波的关系，Z_\textrm{c}=\rho c 就是有一个典型的例子。 声学模块中的新阻抗模型 COMSOL Multiphysics 声学模块中的阻抗边界条件内置了几个直接可用于一系列声学应用的新模型。所有新增的模型都包含频率依赖性，并且只在频域中可用。(如果要在时域中定义一个阻抗边界条件，可以使用 用户定义的阻抗 边界条件）下表对这些模型进行了简单的描述，包括 压力声学 物理场接口的 阻抗 边界条件下的新增模型。 名称 描述 应用 RCL 集总参数电路元件模型，允许声阻（R）、声顺（C）和声惯（L）的任何组合。 电声: 用于移动设备和消费电子产品的麦克风膜、传感器等模型。 声-固相互作用:弹性材料和固体的机械行为的简单模型。 通用:弹性材料和固体的机械行为的简单模型。 生理学 经过实验验证的人耳和皮肤的模型。 助听器:人耳内使用的助听器的适当边界条件。 头部设备、移动设备、耳机:消费类设备的工作条件的理想声载荷。 人的皮肤: 人体是模拟域的一部分的模拟。 波导末端阻抗 波导两端的声学模型，有法兰盘和非法兰盘配置的选择。 长管道和导管:用于在管道和导管末端截断模拟域。当传播的波是平面波时，阻抗边界条件是很好的近似值。 […]
在结构力学仿真中访问外部材料模型
您可能会希望能在结构力学仿真中指定由用户定义的材料模型。COMSOL Multiphysics® 5.2 版本支持您访问来自外部库的材料模型以及由您自己编程的材料函数。本篇博客中，我们将通过执行 Mazars 损伤模型来演示这一新功能。
电池内的电流是逆向流动的吗？
电池放电过程中，电路中的电流从正极流向负极。根据欧姆定律，这个过程中电流与电场强度成正比。但是，电池内部是什么情况？电流是从负电势流向正电势吗？这篇博客，我们将解释电池放电和充电过程中其内部的电势分布情况。
COMSOL Multiphysics 中的粒子计数方法
在 COMSOL Multiphysics 的粒子追踪模拟中，您可以通过 3 种方法对粒子进行计数：在后处理期间、使用累加器或使用粒子计数器功能。
利用具有高佩克莱特数模型中的周期性
在解决化学物质传递问题时，我们常常会处理具有高佩克莱特数的情况，其中对流与扩散之比非常高。我们还可能需要处理结构沿流动方向呈周期性且流场本身呈周期性的问题。这时，我们就可以通过使用 COMSOL Multiphysics 中的广义拉伸组件耦合和前一步解算子来大大减少此类问题的计算需求。
如何求解两点间的最速降线
两点之间的最短路线不一定是直线。如果将用时最短作为从 A 点到达 B 点的最短路线评判标准，那么在重力作用下，高度不同的两点间的最短路线就是最速降线。在本篇博客文章中，我们将演示如何使用 COMSOL Multiphysics 的内置数学表达式和“优化模块”来求解最速降线。
计算质量和能量守恒的方法
拟有没有想过如何计算流体流动仿真的质量守恒，或共轭传热模拟的能量平衡？如果是，请继续阅读 >>
声学轨迹角动量仿真
这篇博客介绍了声学轨迹角动量，并演示了如何模拟它。这是声泳力仿真系列博客的第 2 篇。
使用 COMSOL Multiphysics 模拟直线电机或发电机
“AC/DC 模块”中的旋转机械，磁场物理场接口可用于模拟旋转机械，如电动机或发电机。利用磁场和移动网格这两个物理场接口模拟直线设备或管式设备时，定制的线性周期性边界条件是非常适合的。
声辐射力的热黏性分析
了解声辐射力以及如何在 COMSOL Multiphysics 中对其进行全面热黏性分析。
借助拓扑优化找出结构的最优设计
想想第一批设计桥梁的建筑师们，他们肯定经历了许多次的尝试和失败，才做出了能让人们安全通过水面的设计。当然，如果当时有计算机的话，他们将能通过 COMSOL Multiphysics 和优化模块来极大地简化这一过程。讨论建筑及桥梁的优化之前，让我们先来探讨如何借助拓扑优化找出简支梁的最优设计。
开发 App：如何创建方法并播放声音
如果你正在学习如何开发仿真 App，那么可以观看本文的视频，这是一个关于方法编辑的精彩简介。开发完成功能齐全的 App 后，我们可以一键创建一个方法，在其中加入声音播放、包含用户输入及添加 if-else 语句。这些操作全都可以利用“方法编辑器”中的“语言单元”实现，由此创建方法变得轻松简单。
如何借助仿真改进划桨方法
要在划船比赛中具有竞争力，需要桨手们具有强健的身体、争分夺秒的时间观念、协调一致的动作，以及相互配合的精神。一开始，这听上去似乎很容易。无非是把船桨伸到水中，再用力向后划水，船就能向前移动了。而事实证明，针对不同的情况，实际上可以使用很多不同的划桨动作。
变形网格接口：旋转及直线平移
我们总是希望能通过有限元方法来模拟会在其他域内旋转或平移的固体对象；此时，就可以使用 COMSOL Multiphysics 中的变形网格接口。本篇博客将分析一些会在其他域内发生大型直线平移或旋转的域，并将介绍各种可用于分析此类问题的有效建模技巧。
借助变形网格接口模拟平移运动
COMSOL Multiphysics 包含两个可用于手动定义有限元网格变形的接口，变形几何 接口和移动网格 接口。本篇博客中，我们将介绍应何时使用这些接口，以及如何通过它们来高效模拟平移运动。
借助扫掠网格改进网格划分
对有限元分析人员而言，模拟高纵横比的几何结构是更具挑战的一项任务。我们希望网格能精确表征几何与解，但又不希望网格单元过多，否则求解模型时将占据大量的计算资源。本文，我们将通过一些常见的仿真案例，分析如何借助扫掠网格生成精确有效的有限元网格。
如何利用子表单来组织仿真 App
组织布局是所有仿真 App 设计中的重要步骤。整齐有序的结构可以让 App 的开发过程变得更为流畅，同时也能提升用户的使用体验。今天，我们将介绍如何在 COMSOL Multiphysics 中利用子表单和表单集合来创建结构有序的 App。
网球拍“甜区”中的物理学
每年，来自全球各地的网球运动员都会齐聚美国网球公开赛，这也是网球界历史最悠久、规模最大的网球锦标赛之一。随着 2015 网球锦标赛的临近，我又想起了自己打网球的一些经历，每次击球的体验都不太一样。这只是我自己的主观感觉？还是这背后也存在相应的物理解释？在本篇博客中，我将通过建模与仿真来说明如何用所谓的“甜区”来解释这种感觉。
如何在仿真 App 的文件菜单中添加保存选项
当用户在运行您开发的 COMSOL App 时，得到了一组十分有意思的结果，他们也许想要保存 App 以便后续查看。然而如果没有保存选项的话，就不得不再次输入参数来重新运行仿真。这种低效的做法完全不符合仿真 App 的开发初衷。所以今天，我们将为您介绍如何在 App 中添加具有保存选项的文件菜单。
如何用弱形式实现点源
了解如何在 COMSOL® 软件中用弱形式实现点源。讨论弱式公式的博客系列的第二部分。