最新版 COMSOL? 軟件帶來更強大的建模工具、求解器技術和 App 部署方案

作為全球領先的多物理場建模、仿真和 App 部署解決方案提供商，COMSOL 公司前不久正式發布了最新版的 COMSOL Multiphysics^? 和COMSOL Server? 仿真軟件。

新發布的 5.3 版本為仿真專業人員帶來了全新的建模和開發工具、求解器以及一系列基于用戶需求的建模功能，這些更新顯著提升了軟件的性能，并賦予了用戶更加強大的 App 設計和部署能力。軟件中對模型的處理速度，尤其是對于那些帶有數以千計的邊界和域的大型模型，在新版本中甚至可以加速至十倍以上，大幅提升了用戶體驗。

使用 “邊界元”方法對海水中石油鉆塔的電化學電勢分布進行數值模擬

全新的數值方法和求解器助力仿真效率的提升

COMSOL, Inc. 總裁兼 CEO Svante Littmarck 評論道：“5.3 版本的發布，是我們長期致力于為用戶提供高精度的數學建模工具的又一階段性成果。COMSOL 軟件中全新的求解器和物理場接口，以及從模型創建到 App 部署等方面的眾多改進，將為用戶創造更大的價值。”

5.3 版本中，可對靜電和腐蝕仿真分析使用邊界元方法(BEM)?！斑@意味著用戶可以輕松地將邊界元和有限元方法結合起來，這賦予了多物理場仿真更大的靈活性”，Littmarck 補充道。通過邊界元方法，用戶不僅能夠模擬包含無限域和真空域的模型，還能快速地在同一個模型中加入電線、線束、表面和固體等元素。邊界元方法的常見應用包括模擬陰極保護、電纜或電容傳感器等。

5.3 版本中全新的代數多重網格(AMG)求解器對于處理大型 CFD 模型非常有幫助。AMG 求解器僅需單一級別網格即可求解，目前已作為軟件中多個流體流動和傳遞現象接口的默認求解器。除此之外，新版本將高精度的低雷諾數計算公式與壁函數結合在一起，為湍流分析的用戶帶來自動壁處理功能和更加穩定的運算。

借助代數多重網格(AMG)求解器，用戶可以只需使用單一級別網格來求解大型流體流動問題，對于如太陽能電池板的流-固耦合這樣的問題，這種求解器的求解更加穩定。

強大的開發工具助力生產力的提升

針對包含大型陣列和復雜三維實體的模型，“模型開發器”現在能夠更加高效地對其進行處理，并執行網格操作。當模型與幾何需使用多種單元類型時，軟件會自動生成金字塔單元，在掃掠網格、六面體、棱柱和四面體單元之間實現無縫過渡。此外，軟件新增了多個選項，其中之一是可通過虛擬幾何操作自動還原幾何結構。COMSOL Inc. 公司產品開發副總裁 Bjorn Sjodin 表示：“在處理大型模型方面，用戶將見證全面的性能提升，這不單單是指更快的求解速度，用戶在軟件界面中處理大型模型的體驗也得到了提升，不管是幾何操作還是創建網格?！?/p>

借助 5.3 版本新引入的模型方法，用戶可以直接在“模型開發器”中自動執行重復的操作?！霸谛掳姹局校梢院芊奖愕匿浿埔唤M操作，就像宏操作一樣，之后在創建或求解模型時，用戶可以使用由此操作生成的方法。這個重要功能非常實用，而且應用范圍也很廣泛。舉例來說，您可以創建一個可重復使用的模型方法，使用該方法可生成復雜的幾何對象組，從而對‘模型開發器’的標準功能進行擴展?！盨jodin 補充道。

“案例庫”中提供了超過 50 個新增和更新的教學模型。通過這些案例，用戶可以快速掌握新功能、工具和建模技術。教程涵蓋了從永磁電機、電纜和喇叭天線，到超音速流動、電子器件冷卻以及變速箱中的振動和噪聲等多個領域。

新增案例模型：手動檔車輛內變速箱的震動和噪聲分析

更多 App 設計與部署的功能

借助“App 開發器”，仿真專業人員可以將多物理場模型封裝為 App。用戶可以輕松定制App 的界面，并能夠使用瀏覽器或 Windows? 客戶端連接到本地安裝的COMSOL Server? 訪問這些 App。在 COMSOL Server? 方面，軟件更新了記錄用戶活動的綜合日志文件，以及 COMSOL Server? 網頁界面中的集中式集群管理設置，方便用戶在集群上運行 App。在最新的“App 開發器”中，設計者可自定義點擊圖形對象時的動作，輕而易舉地創建更具交互性的 App。

成立于 1909 年的 Cornell Dublier公司是全球領先的高品質電容器制造商。該公司使用 COMSOL Server? 對計算 App 進行部署，供其全球各分支機構的工程師使用。Cornell Dubilier 的研發總監 Sam Parler 評論道：“借助 COMSOL Multiphysics? 和‘App 開發器’，我能夠輕松地創建模型并基于模型開發 App。這一方式讓其他部門的同事可以根據他們的特殊需求，方便的測試不同配置，從而選定最佳設計。

Littmarck 表示：“眾多客戶從創建和部署仿真 App 中受益令我們倍受鼓舞。各個行業的用戶案例向我們展示了仿真專業人員如何通過仿真 App 讓更多人受益于多物理場仿真?！?/p>

康奈爾大學將仿真 App 帶進了食品科學的課堂，他們通過校內安裝的 COMSOL Server? 對仿真 App 進行部署 ，從而使用戶可以通過瀏覽器來訪問這些 App。生物與環境工程系的 Ashim Datta 教授表示：“仿真 App 帶來了一種全新的教學方式。在食品安全課程中，仿真 App 成為了有力的跨學科學習工具，生物科學專業的學生可以真實地模擬出只存在于假想中的場景。”

下載和安裝軟件

COMSOL? 軟件產品適用于 Windows?、Linux? 和 macOS? 操作系統?！癆pp 開發器”適用于 Windows? 操作系統。如需了解 5.3 版本的發布亮點，請訪問 cn.comsol.com/release/5.3。如希望下載最新版本的 COMSOL Multiphysics? 軟件與 COMSOL Server? 產品，或更新已安裝的版本，請訪問 cn.comsol.com/product-update。

5.3 版本中新增的主要功能與工具

· COMSOL Multiphysics? 與 COMSOL Server?：處理大型模型能力的提升，以及更快的加載與保存 MPH 模型文件的速度;“模型開發器”新增了“模型方法”功能，可自動執行重復性操作;可將“選擇”作為繪圖屬性;點擊圖形對象時可執行自定義動作;針對 App 的使用，支持管理集群設置和日志文件。

*提速效果是與 5.2 a 版本相比而言，實際提速效果的快慢取決于模型細節。

· 幾何與網格：性能提升?？勺詣由山鹱炙卧^的渡層;可自動移除幾何結構的細節;自適應生成的網格與用戶定義的網格序列實現了集成;可在基元實體操作中使用坐標系。

· 數學建模工具、研究與可視化：可使用邊界元方法模擬靜電與腐蝕問題?？墒褂么鷶刀嘀鼐W格(AMG)求解器處理 CFD 問題;基于用戶對求解速度或節省內存的不同需求，軟件會給出直接求解器和迭代求解器的建議設置?？蓪山M瞬態解或參數化解合并成一組;可在一維繪圖中設置雙 y 軸，用于繪制兩組數據;基于選擇快速過濾繪圖中的零件。

· 電磁：新物理場——“靜電，邊界元”及“薛定諤方程”;新添加的研究類型支持計算電容和一般集總矩陣;可計算瞬態仿真中的 S 參數;新增的“零件庫”提供了一系列標準 RF 器件和微波器件;新增了永磁電機教學模型。

· 結構 & 聲學：新物理場——“熱粘性聲學，瞬態”;“多孔彈性波”接口新增了 Biot-Allard 模型。自動限制剛體運動的功能使得創建載荷自平衡的模型更為簡單;可通過計算線彈性分析中的安全系數來快速評估彈塑性分析的必要性;可對壓力容器執行應力線性化計算;新增了 Lemaitre-Chaboche 粘塑性材料模型;轉子動力學分支中新增了“轉子軸承系統模擬器”仿真 App。新增了兩個教學模型：變速箱中的噪聲和振動分析，以及感應電動機分析;可在時域分析時，對壓力聲學中向外傳輸的聲波應用“完美匹配層(PML)”;可執行瞬態熱粘性聲學分析。

· 流體流動 & 傳熱：新物理場——“流體流動”分支新增了 v2-f 湍流模型;“熱濕傳遞”分支;CFD 模塊支持高度自動化、更為穩定的“代數多重網格(AMG)”求解器;可自動處理結合了低雷諾數模型與壁函數的近壁流動。新增建筑材料和制冷材料;新增太陽直接輻射與散射輻射的特征;可采用對稱平面同時模擬所有方向的熱輻射。

· 化工：“電流分布，邊界元”;“多孔介質反應流”;“裂縫中的稀物質的運輸”;薄電極層和電解質層的建模工具。

· 多功能 & 接口：粒子追蹤可應用周期性條件;可基于用戶定義邊框或下降強度自動去除射線光學中的射線;射線光學模塊支持光度數據文件導入;新增的旋轉坐標系功能讓模擬旋轉機械中的粒子更加簡單。支持“CAD 裝配”選擇與 LiveLink? for SOLIDWORKS? 和 LiveLink? for Inventor? 實現更高效的同步;支持與 LiveLink? for AutoCAD? 同步曲線與點;新增教程展示了如何從 ODB++ 存檔文件中導入 PCB 幾何模型，并對其剖分網格。