COMSOL發(fā)布全新COMSOL Multiphysics和COMSOL Server仿真軟件環(huán)境

COMSOL 公司作為領(lǐng)先的多物理場建模、仿真和 App 設(shè)計的軟件供應(yīng)商，今天宣布發(fā)行 COMSOL Multiphysics和 COMSOL Server仿真軟件環(huán)境的最新版本。基于用戶反饋，該版本包含了數(shù)百項COMSOL Multiphysics 、COMSOL Server及其附加產(chǎn)品的新功能和功能改進，提高了軟件的準確性、可用性及工作效率。從新的求解器和算法，到App 設(shè)計和部署工具，COMSOL 軟件5.2a 版本擴展了軟件在電氣、力學(xué)、流體和化工領(lǐng)域的設(shè)計和優(yōu)化能力。

強大的多物理場仿真新工具

在 COMSOL Multiphysics 5.2a 版本中，新增的三個求解器不僅加快了計算速度，還進一步提高了內(nèi)存使用率。平滑聚集代數(shù)多重網(wǎng)格 (SA-AMG) 求解器已被證明在線彈性分析方面尤為高效，但是同樣適用于許多其他類型的分析。此求解器非常節(jié)省內(nèi)存，可以在標準臺式計算機或便攜式計算機上對具有數(shù)百萬自由度的結(jié)構(gòu)裝配進行求解。

新版本提升了域分解求解器處理大型多物理場模型的能力。“域分解求解器為仿真專家提供了強大而靈活的技術(shù)，以更高效地計算強耦合的多物理場應(yīng)用，在此之前，解決此類問題需要使用消耗大量內(nèi)存的直接求解器。”COMSOL 數(shù)值分析部門的技術(shù)經(jīng)理 Jacob Ystrom 說道，“無論是單機運行、集群計算，還是與其他求解器（如聚集代數(shù)多重網(wǎng)格求解器）結(jié)合使用時，這種求解器都可以極大地提高仿真的運行效率。”

使用域分解求解器來求解的熱粘性聲學(xué)模擬。圖中顯示了局部加速度、總聲壓以及總熱-粘性功率損耗密度。此 COMSOL?模型可用于設(shè)計消費電子產(chǎn)品（如智能手機、平板電腦及便攜式計算機）中所使用的麥克風(fēng)和揚聲器。模型包含 250 萬個自由度，求解時需要 14 GB 的內(nèi)存，而以前使用直接求解器時則需要 120 GB內(nèi)存。

新版本為聲學(xué)時域分析提供了基于間斷 Galerkin (DG) 方法的新型顯式求解器。“通過將間斷 Galerkin 方法與時域中的新增的吸收層功能結(jié)合使用，可以將內(nèi)存的使用效率提升到一個全新的水平。我們的客戶在其現(xiàn)有內(nèi)存大小的基礎(chǔ)上，可以運行比以往任何時候都更為真實的仿真。”聲學(xué)技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理 Mads Jensen 說道。

構(gòu)建和部署仿真App應(yīng)用程序：操作簡單，易于擴展到全球范圍使用

COMSOL Multiphysics軟件及其App開發(fā)器提供了完整的計算工具，可供仿真專業(yè)人員設(shè)計、優(yōu)化產(chǎn)品和創(chuàng)建仿真 App，并分享給其同事和客戶。即使是沒有任何仿真軟件使用經(jīng)驗的用戶，也能夠通過仿真 App 運行仿真分析，解決其工程問題。5.2a 版本中，App 設(shè)計者可以創(chuàng)建更加動態(tài)的仿真 App，用戶界面在運行過程中可以改變；用戶可以對計量單位集中管理，以更好地在不同國家和地區(qū)之間進行團隊協(xié)作；還可以在 App中集成超鏈接和視頻。

使用Windows版的COMSOL客戶端或Web瀏覽器連接到 COMSOL Server程序，App可以在整個組織內(nèi)進行部署。不論是分配給組織內(nèi)的用戶使用，還是提供給全球范圍內(nèi)的客戶使用，這都是一種經(jīng)濟有效的管理App使用的方式。在最新版本軟件中，管理員可根據(jù)公司的品牌設(shè)計來定制 COMSOL Server軟件的外觀和樣式，在使用頻繁的情況下，管理員還可調(diào)整預(yù)啟動 App 的數(shù)量。

該App示例隨 COMSOL Multiphysics和 COMSOL Server中所含的“App 庫”一起發(fā)布，可用于設(shè)計食品加工中使用的磁感應(yīng)裝置。

“我們的客戶可以靈活定制 COMSOL Server 程序的外觀和式樣，使其不管對他們員工還是客戶都易于辨識，易于集成，以增強品牌黏性。”COMSOL Inc. 公司總裁兼首席執(zhí)行官Svante Littmarck說道。

“App開發(fā)器能夠讓其他部門使用我們提供的分析 App，而并不需要學(xué)習(xí)有限元理論知識。” ABB 集團研發(fā)中心 (ABB Corporate Research Center, ABB CRC) 的首席工程師 Romain Haettel 評論道，“我們還使用 COMSOL Server 許可證將我們的App分發(fā)給全球各地的同事進行測試。新版本能夠快速啟動帶有我們自身風(fēng)格的 COMSOL Server 軟件，我們期待籍此帶來更好的用戶體驗。” ABB 是全球領(lǐng)先的電源變壓器制造商和創(chuàng)新者，也是創(chuàng)建和部署仿真 App 并在全球使用的引領(lǐng)者。

管理員可以定制COMSOL Server網(wǎng)絡(luò)接口的外觀主題。可以定制顏色、徽標及登錄屏幕，還可以添加 HTML 代碼用于品牌推廣。

“創(chuàng)建和部署仿真App的多物理場解決方案以其卓越的穩(wěn)定性和友好的用戶體驗贏得了客戶的信賴。通過實現(xiàn)更高效的工作和系統(tǒng)流程，用戶將不斷從這項新技術(shù)中受益。”Littmarck總結(jié)道。

源于用戶的數(shù)百項COMSOL Multiphysics、COMSOL Server及其附加產(chǎn)品的新功能和功能改進
從核心技術(shù)到特定邊界條件和材料庫，5.2a 版本提供了源于用戶反饋的新功能和功能改進。例如，新增的四面體網(wǎng)格剖分算法使用了最先進的質(zhì)量優(yōu)化算法，使得創(chuàng)建粗網(wǎng)格比以往更加容易，這些網(wǎng)格可用于初步研究帶有許多薄零件的復(fù)雜 CAD 幾何。后處理結(jié)果的可視化現(xiàn)在支持 LaTeX 格式的注釋、改進了表格面圖、新增了VTK 導(dǎo)出以及顏色表。

新版本引入了矢量磁滯用于為變壓器和鐵磁性材料進行建模。新增的域終端邊界條件可更輕松地模擬觸摸屏和 MEMS 設(shè)備。射線追蹤仿真可以在剖分網(wǎng)格和未剖分網(wǎng)格的域中將漸變折射率和恒定折射率材料組合到一起。新的“光學(xué)像差”繪圖類型專用于測量單色差。二端口網(wǎng)絡(luò)、快頻掃描及非線性頻率混合可用于高頻電磁學(xué)分析。

各行各業(yè)的設(shè)計和制造工程師在分析與多個粘附零件發(fā)生機械接觸以及分離的各種過程時，都將感受到新的粘附和剝離特征所帶來的便利。新版本還提供了用于線性和非線性磁致伸縮建模的新物理場接口。傳熱模塊的用戶現(xiàn)在可以訪問 6000 個氣象站的氣象數(shù)據(jù)庫，并對流體、固體或多孔介質(zhì)薄結(jié)構(gòu)進行建模。

用戶在模擬帶有浮力作用的流體流動時，將得益于描述密度差異作用的重力特征。該特征簡化了自然對流的建模過程，其中，密度可以隨溫度、鹽度或其他變量而發(fā)生改變。管道流仿真現(xiàn)在可以借助高級泵特性曲線來簡化建模過程。

液體式瞬態(tài)渡越時間超聲波流量計的COMSOL數(shù)值仿真。在設(shè)備中傳播的超聲波信號顯示在不同的時間步中。首先計算流量計中的穩(wěn)態(tài)背景流，然后使用“對流波動方程，時間顯式”物理場接口為設(shè)備中傳播的超聲波信號進行建模。該接口基于間斷 Galerkin 方法 (DG)。

在化工仿真方面，新版本提供了反應(yīng)顆粒床中的表面反應(yīng)和新的反應(yīng)流多物理場接口。電池制造商和設(shè)計者現(xiàn)在可以使用新的單粒子電池接口為電池組中的復(fù)雜三維裝配建模，其中放電和充電行為由單粒子模型在幾何的每個點中提供，從而可以估計電池組中的幾何電流密度分布和局部電荷狀態(tài)。

5.2a 版本中新功能和工具的發(fā)布亮點

? COMSOL Multiphysics、App 開發(fā)器和 COMSOL Server：仿真 App 用戶界面的外觀可以在運行過程中更改。新版本支持集中管理計量單位，以實現(xiàn)在不同的國家和地區(qū)之間更有效的團隊協(xié)作。新版本中還支持超鏈接和視頻的嵌入。新的添加多物理場窗口中針對選定的物理場接口提供了一系列相關(guān)的預(yù)定義多物理場耦合選項，這樣，用戶在建模時逐步增加多物理場耦合的操作將更加簡單便捷。自動完成功能已擴展到多個編輯框，包括方程視圖編輯框等。

? 網(wǎng)格與幾何：四面體網(wǎng)格剖分算法得到了改進，現(xiàn)在可以為具有多個薄零件的復(fù)雜 CAD 幾何輕松創(chuàng)建粗網(wǎng)格。網(wǎng)格生成器中內(nèi)置的優(yōu)化算法有助于提高單元質(zhì)量，從而提高解的精度并加快收斂速度。二維幾何交互式繪圖現(xiàn)在提供更佳的坐標顯示和捕捉點。

? 數(shù)學(xué)建模工具、研究和可視化：新增了三個求解器：平滑聚集代數(shù)多重網(wǎng)格方法 (SA-AMG)、域分解求解器和間斷 Galerkin (DG) 方法。現(xiàn)在，用戶可以將“結(jié)果”節(jié)點下“導(dǎo)出”節(jié)點中的數(shù)據(jù)和繪圖保存為 VTK 格式，將 COMSOL 仿真結(jié)果和網(wǎng)格導(dǎo)入第三方軟件。

? 電氣：AC/DC 模塊現(xiàn)在包含內(nèi)置的磁滯材料模型，稱為 Jiles-Atherton。RF 模塊中引入了新的集總二端口網(wǎng)絡(luò)耦合，以簡化方式通過集總模型來表示微波電路零件，而無需對細節(jié)建模。

? 力學(xué)：結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊包含新的粘附和剝離特征，以“接觸”特征子節(jié)點的形式提供。現(xiàn)在提供的磁致伸縮物理場接口同時支持線性和非線性磁致伸縮。非線性材料建模的擴展功能包含新的塑性模型、混合各向同性硬化以及大應(yīng)變粘彈性。

? 流體：CFD 模塊和傳熱模塊中新增了重力特征，并同時補償邊界上的靜水壓力。“非等溫流”中現(xiàn)在提供新的線性化密度選項，作為自然對流的一般簡化選項。

? 化學(xué)：電池制造商和設(shè)計者現(xiàn)在可以使用電池與燃料電池模塊中提供的“單粒子電池”物理場接口為電池組中的復(fù)雜三維裝配建模。此外，還新增了“反應(yīng)流多物理場”接口。

仿真專業(yè)人員可以使用 COMSOL Multiphysics、App 開發(fā)器和COMSOL Server這個完全集成的軟件環(huán)境來開發(fā)仿真 App，為他們的專業(yè)領(lǐng)域在全球范圍內(nèi)提供富有活力、快速而易于實施的專業(yè)服務(wù)。

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