COMSOLMultiphysics中高级操作培训讲义汇总

1、 Ml金金 Cat 目录 CCCC BAltiphyaica 事赫片场事赫片场VJAffl 介介 tM X XX Kt ilfl 分分 - COASOt *iltiphysxci 4ltKtl x x SI 119 M4 -i CO OL Hult&hyiic g,电池乍轄口电沦电池乍轄口电沦 附戒附戒.1 COKSOL Rultiphyiica vi.3 仗ooni wo COMSOL Multiphysics 倚亜A仞 210 235 也A g g CnTech 目标 仿真 偏微分方程 有限元法 COMSOL Multiphysics 仿莫智领创新 CnTech 什么是仿真？ 仿真

2、技术 -一种运用相似性原理和类比关系研究事物的技术方法 仿真过程 -建立真实世界系统的模型 缩小的实体模型：小型反应轟、编徽模型等 数学模型：描述变量在空何、时何上变化的偏徽分方程/组 -在模型上进行实验和研究，实现优化设计和预测等 仿真方法 -实验 -计算机模拟 l tt M CnTech 仿莫智领创新 定义 一 一个包含两个或多个变量的未知函数及其偏徴分的方程 -偏微分方程组（PDEs） 分类 -线性VS.非线性 求解难易程度 | tn M 於 CnTech 系数形式 扩敬 源 吸收 + 1 冷-(cW + u-，) + “ W +au 什么P ffi审技 CnTech 仿莫智领创新 仿莫

3、智领创新 SirruUr mron质最阻尼质量 对流 对流 定义 -将连续的求解域离散成一组有限个，按一定方式相互 联结在一起的单元的组合体 -将 PDE转换成离散的线性代数方程系统 (cu)=f Ku = F 特点 -各种复杂单元可以用来模型化几何形状复杂的求解域 -各节点上的解的近似函数可以用来求解整个求解域上 任意点的结杲 r 有限兀法 Finite Element Method ( FEM ) 实验室(LAB) FE LAB / FEMLAB 有限元方法 巾(fi a技 CnTech SlrruUrr |1 (fi M 技 CnTech 软件名称的由来 2005 年 3 2 软件改名为

4、 COMSOL Multiphysics 屮ifin技 多物理场模拟的世界领先者1 cnTeeh 总部位于斯徳哥尔摩 欧洲.印度和有16个菲处 数百名员工 中仿科技（CnTeeh）是中国大陆及港澳地区唯一合作伙伴 COMWLOf*CB DKTWJTOtS 仿莫智领创新 HWMts mmoton _ CnTeeh 什么是多场耦合 两种或多种物理现象之间相互影响 中（fj M技 CnTech 中（fj M技 CnTech 更多案例 SirmUrr mr*flKon 手机天线发射的无线电波 被人脑吸收 分析得到人脑对电磁液的 吸收系数(SAR)大小 物理现象 1. 电磁场 2. 生物组织传热 CAD

5、 模型导入 通过 2D或 3D 模型全波段分析 分析扬声器周围声压级分布 物理现象 1SPICE电路仿真 2 电磁力分析 3直流分析 4.结构变形 5声学 无线装置辐射分析 l Vi M 技 CnTech (fj 技 CnTech 家庭影院设备 CnTech 这些棘手问题遇到过么？ 多物理场任意耦合 多维度之间进行耦合 专业软件中预置的应用模式不满足要求 求解域发生变形 参数随时间或解发生变化 特殊的后处理需求 二次开发新能源反应器 叩（fi M技 CnTech 燃料电池氢制备中的 重整器结构 物理现象 1. CFD （流体流动） 2 化学反应 3.物质与能量传递 COMSOL Multiph

6、ysics l tfj H CnTech 真正的多物理场 -解诀前沿的玳物理场何 flfi 任盘$物理场稱 Q 简便易用 内种应用棋式便快巡建仪 储形化接作界面 开放灵活 白定义和曲数 任您数化 町以修改和浄如方程 完善的仿真平台 创箝 高性能运算 -支持$核与*痕处理爲运舁 支持集群并tfkiW 选择物理场 -告诉软件分析问題中包含哪气物理现钦 l tfj H CnTech 建模流程 CAD绘图 -轶件自带CAD绘图.庁入CAD模卫 指定分析条件 指定材料.输入、输出选项 -指定边界条件 网格 结构化或非结构化网格 求解 稳态.瞬念特征频率、参数化打描分析 七接.迭代求解器 后处理 -图像化

7、显示关心位宜的数值大小 对数据集进行枳分、通療.受力等函政计口 创箝 使用 COMSOL Multiphysics 的内胃卷模工具. 导入和修貝CAD格式丈件 (STEP, IGES, SAT, Parasolid,). 从第三方软件导入图像. 从文木文档导入数据. 支持的CAD格式 -Parasol id ( x_b) -SAT (. satt sab) STEP (. step. stp) ICES (. igs9 xges) Autodesk Inventor port C lpt) - Autodesk Inventor assembly (. ian) -Pro/ENGIWEER C

8、 prt, .asm) SolidWorks C sldprtr sldasa) 实时连接 SolidWorks .AutoDesk Inventor,和Pro/ENGINEER -支持悭空几何的叙向调用 每种对于CAD的LiveLink都包含CAD导入 模块 仿建模步骤几何 11 (fi M 技 CnTech CAD导入模块 11 (fi M 技 CnTech 绘制或导入几何模显 、 莫智领创新 KitMi.、irwmaton |1 (fj M CnTech 材料&参数设是 定义材料参数： -常数 -换数表达式 一测得数撰（如ExcelhV） 一 应用COMSOL Muitiphvs

9、ics的内 賈材料库 -材料库里包;V近2500种材料. 应用 COMSOL Muitiphvsics 的匸具创建网格. 建模步骤 建模步骤 网格剖分 |1 (fj M 技 CnTech 支持导入Nast ran格式的网 格文件 各种生成网格 求解器类熨: -迭代 -分离 -gift格点 求解类也： 一 i I -瞬态 -参数 一： 处理器支持: -篡垓 -集联 自动和交互式网格划分 CnTech 映射 门由射分四而体网格 门适应 建模步骤求解 CnTech t 求解 | (fj m 技 CnTech LiveLink- for MATLAB* 町以将COMSOL上件保存为 MATLAB的M文

10、件. 导出COMSOL Mult iphysics仿 真结果用于其他模拟软件的 计律 仿真智领创新 SMYIAUT kitptat | (fj M 技 CnTech 可视化和结果 图像 -BB -箭头标示 -流线 -粒子追踪 -线用 -体枳图 一切而 值血 动画 图农 数据（例如Excel） 综介报吿 支持脚恭代码. 能对M文件作出修改操作和调 用定义的函数. 建模结果可视化 M/vnAB ft t C佔入 SfMreCUiat CttHM 1I (fl M 拎 COMSOL Multiphysics架构如心 4.3最新界面 |1 (TJ M 技 CnTech wn FB* (MRMT , 金

11、金 x ，畀，畀 MM W U WR a 0C.V.L 代 孙 匚 S4rml*r tfravaton COMSOL Multiphyiks* ABMC40B JW S4rml*r tfravato COMSOL Multiphysics 模块简介 喷气发动机涡轮叶片il度场和应力分布 AC/DC模块 l tfj 技 CnTech 巾（fj M技 CnTech AC/DC模块的功能涵孟了赫电场.静磁场、 宜流交流电磁.以及与其它物理场的无限制耦合. 电容莽 电感器 电动机&发电机 电粗感应加热 SPICE电路与场摸拟 电磁兼容（EMC）X射线高压电机电磁场分布 RF模块 用于模拟射频.

12、微波和光学工程中电雄波在结构内部和周围的传播, 该结构可以是金属.电介质旋磁.甚至是具有工程特性的超材料 夭线.波导（热力效应） 微波.知频加热 生物加热 等离子激光 超材料 海洋探测 输电线路 7 Cwatl to Ttwwai:n UCW9 FVHIB O A* tw RMlb CsMlog Gm lAvoms CMxtr tSA 仿莫智领创新 StfmUr kvtMfat 模拟微尺度器件和影响它行为的各种物理现欽 多物理场耦合：结构力学.压电效应、静电场、微流动、电流体 谐振器 制动器 传感器 压电设备 加速计 换能器 体声波和面内声波设备MEMS模块 l tfi M 技 CnTech

13、6GHz贴片天线 化学反应 0 TbennM Rasnvi irvRane McraraM PUsma 传热模块 l tfi H 技 CnTech 等离巾（fj M技 CnTech 拟IF限制域 温度感应器E*e* . TUMT 仿莫智领创新 |i| （fi H U CnTech 非线性结构材料（新） 介绍： -应用于结构力学和微机电的非线性 材料模型 -附加于结构力学棋块或做机电模块 应用： 结构专门用来计算结构对结构进行球形轴承及密封BI应力分布 线性和非找性U (ft M 技 CnTech -任何结构变形.变形区足够大或岛 结构力学模块的一个特殊附加模块 -研处岩土工程中的塑性、变形、

14、上壤和岩石的失效问题 -混凝土和岩石模拟专业工具 应用 -隧道挖掘.边坡稳定性和支护 结构 钢筋浪凝土应力失效时的应力分布 仿莫智领创符 全面处理流体和固体中的声波问题 支持时谐、瞬态、本征频率.以及模态等分析 扬声器 变克风 消声器 隔幵板 建筑声学 Tram Test hcftopc Compfcssion FtexttMe and Smooth Deep Exatvatm UMOQ SmpFooano 岩土力学模块 声l tfj M 技 CnTech l tfj M 技 CnTech 音箱声压级分布 层流、湍流、多相流、非等温流、可压缩与不可压缩流、非牛顿流、薄 膜流、多孔介质流、搅拌、

15、流固耦合等 与能量传递和质量传递相耦合模拟“三传”现欽 共觇传热 分离、过滤、搅拌装置 电子冷却 粘邨性流 流化床、喷剂 气泡淤 hi Two-Phase Flow umrarFkMina Artow Over an Anmed Modding of a BaWrC Shrnw Body 仿真智领创新 计算流体力学 l (ft M 技 CnTech 微流模块 P (ft M tl CnTech 研究微流体设备和稀薄代体流动的简单易用的工具 电动力学流动、嫌动流、电渗透、电泳.两相流.分子流 芯片实验來 化学.生化传感器 数丫化微流体 电动和险动设备 喷勰打印机 貞空系统 微型相机中的变焦流体透

16、镜模拟 Etec tRMeeng Lem MolectMar nowm n 仿奠智领创新 地下水流模块 CnTech 微孔隙流动模拟 多孔介质中的石油和燃气流动 地下水流 土壤污染 石油开采分析 多孔弹性材质压实 E / 21 莪 W B1 TMEW* Ml 仿莫智领创折 Smairv mrfmn 1 CnTech 管道流模块（新） 介绍： 一竹道网络内的流动.热和质屋传输 . ） BID线或曲?；! 2D或 3D模型中进行模拟.其创建可使用 COM SOL Multiphysics pi 前的绘图 工具来完成 应用： -水力学 -配水系统 -能議:原子能.水力地热 -内燃机和涡轮机的冷却系统

17、 -供殴系统 -化学加1:工业.例如植物分布系统 仃油加窗道系统 -润滑 仿莫智领创新 SmUr mwMa 研究物质和能量运移的反应系统；实验室或台架规模动力学研究 反应器 过滤&分离 热交换器 腐蚀 星丁化学方程式的反应动力学 分析、优化和控制电镀工艺 模拟电极哀面的电流分布、沉积物厚度.及各项重要参数 电路板制造电沉枳 金属部件防护 涂料装攢 精蚀保护 装饰性电簽化学反应工程 l (fj M 技 CnTech 电柴油发动机过滤装賈 Tee 冶. Df 仿莫智领创新 Sirmtor Mwon l (fj M 技 CnTech 装饰性 Deccrative PisUrtg Ccppo

18、DepdWonm a Trench Setooiary Cunent DKtfmubonin DM trade Gmrth Next loan 介绍： -压电化学愎理的腐蚀和防腐蚀仿 -电佩斑蚀缝隙腐蚀.等等 -阴极保护 应用： -廊蚀和防腐： 近海结构如fi油钻探 船紡和潜昶 M 化学加匸工业设為 电池和燃料电池 电池类型包括固体或多孔介质电极，稀释或浓缩电解液 其他物理场的任意耦合能力.例如传热、流体、化学反应尊 PEMFC （质子交換膜燃料电池氢离子浓度 燃料电池 融化的嫌酸盐 -理式甲朋 腐CnTech CnTech . U；fl 航空給尺应用的机械结构左it來涛泊中st金会的电a/tM （AUh 电的沌 册肌妬MM 使用CAD导入模块和与CAD产品实 时连接导入网格更快捷特别圧使 用虚拟儿何操作 CAD导入模块和CAD产品的实时连 接目前支持以下新的和更新的文 件格式 一 Creo * Parametnc 1.0 (M) -ACIS(SAT) R22 -CATIA V5 R21 (需要CATIA V5&入 的license授权) -Inventors) 201