COMSOL Multiphysics^® 6.4 发布亮点

COMSOL Multiphysics^® 6.4 版本为“优化模块”的用户带来了多项功能增强，新增了用于瞬态优化的停止条件、参数优化 研究步骤，以及多个新的教学案例。欢迎阅读以下内容，进一步了解这些更新和新增功能。

瞬态优化

基于梯度的瞬态问题优化现已支持对终止时间进行优化，这意味着用户既可以尽量缩短整个过程所需的时间，也可以让求解器自动选择实现最优目标值的时间。以下示例展示了如何将锂离子电池的充电时间最小化，其中采用了支持将优化结果导出为解析函数或插值函数的控制函数 特征。

一般优化研究步骤设置中的 基于条件的终止时间复选框处于选中状态。本例在考虑降解约束的条件下优化锂离子电池的充电曲线，并展示 控制函数特征如何创建其平均值的变量。

参数优化

新版本引入了专为无梯度优化设计的参数优化 研究步骤，可根据边界范围设置控制比例，无需手动定义；并支持基于优化后的参数自动创建新的参数实例。

此外，旧版的优化 研究步骤现已重命名为一般优化，并对用户界面进行了重组。一般优化 和参数优化 研究步骤均支持对有界全局控制变量的初始值进行随机化处理，有助于识别不同的局部极小值。

本例演示了针对不同颜色和视场角的透镜系统进行优化的射线光学分析。

基于梯度的优化求解器

SNOPT 优化求解器已停用，旧模型已迁移为使用 IPOPT，现推荐使用该求解器实现二次收敛（参数估计除外，此类情况下 Levenberg–Marquardt 求解器预计更具优势）。此外，在优化研究步骤中选择 MMA 选项此前会触发使用 GCMMA（默认求解器配置），而现在 MMA 和 GCMMA 均可在研究层级直接使用。

优化研究步骤现在支持 GCMMA 和 MMA 优化方法。本示例模型展示了在射频滤波器设计中应用形状优化的方法，并演示如何通过随机化初始控制变量以识别不同的局部最优解。

其他新增功能和改进

• 新增 P-模 与标准差 特征：
  
  
  • P-模 特征可用于近似物理场的最大值，并与基于梯度的优化方法兼容，常用于结构问题中的应力约束。
  • 标准差 特征可用于对选择中的场进行均匀化处理。
• 电磁波 接口新增了与基于梯度的优化兼容的远场算子。
• 特征值优化现支持在目标表达式中使用非解析算子，能够仅针对实部设计目标特征频率。
• 密度模型 特征现已支持拉伸约束。
• 基于梯度的优化性能得到了提升。

新增和更新的教学案例

COMSOL Multiphysics^® 6.4 版本的“优化模块”新增并更新了多个教学案例。

棒材加热的时间最优控制

图中对比了初始加热速率与优化后的加热速率。

“案例库”标题：
optimal_heating_control
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利用形状优化设计超表面光束偏转器

图中的柱体颜色标示了优化过程中的位移程度。

“案例库”标题：
metasurface_beam_deflector_optimization
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锂离子电池的最优充电策略

图中显示优化后的充电曲线下的充电速率和析锂电流变化。

“案例库”标题：
lib_charge_rate_optimization
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印刷电路板电镀孔径形状优化

图中显示印刷电路板上初始孔径与形状优化后孔径的对比情况，以及对应的沉积厚度分布。

“案例库”标题：
pcb_aperture_optimization
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轮辋 - 应力优化与疲劳评估

图中显示初始几何与优化后的几何。优化过程增大了圆角半径以降低应力并改善疲劳属性。颜色表示疲劳使用因子。

“案例库”标题：
rim_fatigue_optimization
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超透镜的拓扑优化

优化设计将波能量集中在距离透镜较近的一个点上。

“案例库”标题：
metalens_topology_optimization
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木质颗粒干燥时间最小化

图中对比显示三种固定温度和一种最优控制温度下的湿度变化曲线。

“案例库”标题：
superheated_steam_drying_optimization
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