COMSOL Multiphysics 脚本功能详述-文档资料

1、中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider COMSOL Multiphysics脚本功能详述脚本功能详述中仿科技中仿科技中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 议程安排议程安排 COMSOL vs.

2、 MATLAB 脚本相互调用 二次开发功能LiveLink for MATLABJAVA 示例 讨论中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider LIVELINK FOR PRO/ENGINEERLIVELINK FOR PRO/ENGINEER LIVELINK FOR AUTODESKLIVELINK FOR AUTODESK INVENTORINVENTOR CAD IMPORT MODULEC

3、AD IMPORT MODULELIVELINK FOR MATLABLIVELINK FOR MATLAB 优化优化OPTIMIZATION MODULEOPTIMIZATION MODULE材料库材料库MATERIAL LIBRARYMATERIAL LIBRARYLIVELINK FOR SOLIDWORKSLIVELINK FOR SOLIDWORKS COMSOL MULTIPHYSICSCOMSOL MULTIPHYSICS 低频电磁场低频电磁场AC/DC MODULEAC/DC MODULE高频电磁场高频电磁场RF MODULERF MODULE微机电微机电MEMS MODULE

4、MEMS MODULE等离子体等离子体PLASMA MODULEPLASMA MODULE结构力学结构力学STRUCTURAL MECHANICS MODULESTRUCTURAL MECHANICS MODULE声学声学ACOUSTICS MODULEACOUSTICS MODULE传热传热HEAT TRANSFER MODULEHEAT TRANSFER MODULE计算流体力学计算流体力学CFD MODULE CFD MODULE 化学反应工程化学反应工程CHEMICAL REACTION ENGINEERING CHEMICAL REACTION ENGINEERING MODULEM

5、ODULE电池与燃料电池电池与燃料电池BATTERIES & FUEL CELLS MODULEBATTERIES & FUEL CELLS MODULE地球科学地球科学EARTH SCIENCE MODULEEARTH SCIENCE MODULE中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider Livelink for MATLAB MATLAB和COMSOL Multiphysics

6、之间的相互连接 版本兼容性MATLAB 2009b, 2010a所有的COMSOL模块 相互调用使用MATLAB作为COMSOL Multiphysics建模时的工作环境在COMSOL GUI中调用MATLAB脚本在MATLAB中增强后处理功能二次开发中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 安装步骤安装步骤 确保有MATLAB授权 在安装进行到选项步骤时给定MATLAB路径中仿科技中仿科技-专业

7、信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 相互连接相互连接 连接方式COMSOL服务器MATLAB客户端 在MATLAB界面中的每行代码通过COMSOL服务器来执行所有信息保存成MATLAB对象，可以在命令行中直接访问 从COMSOL GUI中执行MATLAB脚本在MATLAB中执行将结果返回给COMSOL GUI.中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech

8、 Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 启动方法启动方法 直接运行快捷方式或对应的指令，或 在MATLAB中连接到COMSOL检查COMSOL的mli目录是否可由MATLAB直接访问启动COMSOL Server在MATLAB中执行指令： mphstart注意：编写脚本时可能需要导入类 import sol.model.* import sol.model.util.*中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Lea

9、ding Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider COMSOLCOMSOL建模的脚本接口建模的脚本接口 以模型对象形式存在 每个指令对应于模型树中的一个节点 自动应用缺省设定 不需要进行几何分析 自动进行对应的处理 与Java API的指令类似 以API的方式进行封装 向下兼容3.5a M脚本中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 封

10、装函数封装函数MPHDOC返回指定函数的HTML帮助文件MPHGEOM在MATLAB图形中绘制几何MPHMATRIX组装方程和约束矩阵MPHMESH在MATLAB图形中绘制网格MPHGETU返回解矢量MPHGETP获得解数据集的信息MPHEVAL在节点上计算表达式 MPHGLOBAL计算全局变量 MPHINTERP计算任意点上的表达式 MPHPLOT绘制后处理结果图组 MPHV4将FEM或FEMGUI结构体转变为模型对象 MPHSTATE提取状态空间矩阵中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading E

11、ngineering Virtual Prototyping Solutions Provider 在在MATLABMATLAB中导入与导出模型中导入与导出模型 导入指令mphload：导入成结构体，例如model 导出指令model.save：导出到指定文件（格式） model.save(test); model.save(test,M);中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 从模型对象中提

12、取信息到命令行 查阅COMSOL Multiphysics API参考指南，了解针对模型对象的完整函数列表 MPHMATRIX集成刚度矩阵从模型对象中提取信息从模型对象中提取信息中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider Demo: Demo: 在命令行中建模在命令行中建模 在命令行中建立一个3D台阶流动模型中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT

13、CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 首先建立一个模型对象 添加一个3D几何 在几何中添加一个圆柱在在MATLAB命令行中设定模型命令行中设定模型中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 设定物理场 创建网格在在MATLAB命令行中建模命令行中建模中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨

14、询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 求解 创建绘图组 可以在MATLAB中绘图或在服务器中绘图（需要带选项启动：-graphics） 在在MATLAB命令行中建模命令行中建模中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 修改脚本进行高级求

15、解运算修改脚本进行高级求解运算 控制流命令if条件分支语句switch多重条件分支for循环while条件循环语句中断命令 break跳出循环 continue继续下一步循环 return从函数返回可能用到的函数 sprintf、eval等格式转换函数中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider DemoDemo：生成随机图形：生成随机图形 利用MATLAB脚本生成随机图形 运行Demo脚本 mode

16、l = randcir; mphgeom(model,geom1)中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider Demo: Demo: 在在COMSOL GUI中调用中调用MATLAB脚本脚本 在材料属性、边界条件等中使用MATLAB脚本函数 不需要启动COMSOL with MATLAB 被调用的脚本必须能够被MATLAB直接使用（注意路径）推荐加入到目录列表中中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术

17、咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider DemoDemo：MATLABMATLAB中后处理中后处理 计算网格节点上的结果mpheval pd=mpheval(model,T,Edim,1); 各种后处理积分mphintval=mphint(model,T) 计算点的结果mphinterp T = mphinterp(model,T,coord,0.3 0.4;0.5 0.5)中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软

18、件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider Demo:Demo:获得总刚矩阵获得总刚矩阵 mphmatrixmodel = mphload(point_source.mph)MA=mphmatrix(model,sol1,out,K,L);spy(MA.K)中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping

19、 Solutions Provider DemoDemo：二次开发界面：二次开发界面 推荐步骤从GUI建立简单模型另存为M文件在MATLAB中开发界面将M文件拆分，插入以MATLAB界面命令脚本中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider 兼容运行模式兼容运行模式 启动COMSOL with MATLAB (3.5a compatibility) 以FEMGUI类型设定FEM结构体 运行3.5a M文

20、件，调用 MPHV4 将 FEMGUI 结构体转换成 COMSOL 4.0 模型对象中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider MPHPLOT 不支持在 MATLAB 绘制所有的绘图组，可使用服务器方式comsolserver matlab -graphics 在COMSOL GUI 和 MATLAB 之间交换数据只能采用保存文件后的导入/导出方式局限性局限性中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨

21、询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider JAVA API 提供应用程序接口（API） 采用JAVA编译器 多种求解运行方式 更加灵活的开发和应用并不仅仅局限于MATLAB中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider JAVA API使用方法使用方法 编译成Java的库comsolcompile -jdkroot 运行求解COMSOL桌面 菜单项文件打开，选择Model Class File (*.class)COMSOL桌面中的批处理任务 在工作序列中右键添加外部类命令行方式 comsolbatch -inputfile -outputfile -batchlog 中仿科技中仿科技-专业信息化软件及技术咨询公司专业信息化软件及技术咨询公司 www.CnT CnTech Co.,Ltd- Leading E