Вышла версия COMSOL 6.1: что нового?

11/11/2022

На прошлой неделе мы представили новый релиз COMSOL Multiphysics® 6.1. В этой версии появилось множество новых функций, обучающих моделей и улучшенных инструментов моделирования как в базовой платформе COMSOL Multiphysics®, так и в многочисленных модулях расширения. В этой статье представлен краткий обзор ключевых обновлений. Чтобы прочесть полную информацию о релизе 6.1, кликните по кнопке, расположенной в конце текста статьи.

Основные обновления

В COMSOL Multiphysics® версии 6.1 представлены существенно обновлённые инструменты для работы с сетками, для визуализации данных, для настройки исследований и решателей. Кроме того, добавлены новые функции и инструменты в графическую оболочку COMSOL Desktop®, в том числе новые функциональные возможности для создания и администрирования приложений для моделирования.

Генерация сетки, инструменты визуализации, исследования и решатели

Новые операции Merge Entities и Collapse Entities упрощают улучшение и исправление импортированных сеток. С их помощью можно совмещать вершины, рёбра и грани сетки, а также устранять мелкие грани и короткие рёбра. Помимо этого, значительно улучшены и расширены другие сеточные операции. Например, операция Import теперь позволяет легко комбинировать геометрическую модель с импортированной сеткой (как показано на рисунке), а операции Mapped и Swept обеспечивают новый способ построения сеток, в том числе перестроения импортированных сеток. В новой версии 6.1 также реализована возможность строить погранслойные элементы высокого качества за счёт новой опции Adjust directions for each layer, которая доступна в окне настройки узла Boundary Layer Properties.

Графическая оболочка COMSOL Multiphysics, отображающая дерево модели с выбранным узлом Import, соответствующим окном настройки и графическим окном, в котором построена модель человеческой головы.
В этом примере операция Import используется для комбинации геометрической модели эллипсоида и импортированной сеточной модели человеческой головы.

Одним из главных обновлений инструментов визуализации в версии 6.1 стала новая функция прямого затенения Direct Shadows. Этот режим визуализации, который включается в панели инструментов графического окна, улучшает восприятие глубины трёхмерных геометрических моделей, таких как модель токопроводящей шины. Этот режим можно использовать совместно с опцией Ambient Occlusion, представленной в предыдущей версии, для создания более реалистичных изображений геометрических моделей.

Изображение модели, построенное с использованием прямого затенения.
Реалистичность изображения повышается при использовании прямого затенения Direct Shadows и визуального эффекта Ambient Occlusion .

Инструменты настройки исследований и решателей в версии 6.1 получили следующие улучшения:

  • повышена производительность вычислений в задачах вычислительной гидродинамики и в исследованиях Adaptive Frequency Sweep
  • улучшены настройки исследования Adaptive Mesh Refinement
  • добавлены явные методы интегрирования по времени для решения алгебро-дифференциальных уравнений (DAEs).

COMSOL Desktop®

В COMSOL Desktop® упрощена процедура создания и редактирования параметров модели, добавлены новые инструменты поиска и замены Find and Replace; функция МНК-аппроксимации Least-Squares Fit; гауссова функция Gaussian Process; оператор withparam; а также интерфейс для Microsoft® Word, который синхронизирует изображения и таблицы в модели COMSOL с документом Microsoft Word, в который они вставлены.

Среда разработки приложений и среда администрирования моделей

В среду разработки приложений добавлена возможность создавать приложения с изменяемыми окнами, реализована поддержка многоязычных интерфейсов, а также улучшена работа редактора форм Form Editor и редактора методов Method Editor.

 

Теперь в приложении Lithium Battery Pack Designer, созданном с помощью одного из новых шаблонов среды разработки приложений, можно изменять размер окон второго уровня.

Впервые представленная в прошлой версии среда администрирования моделей Model Manager является частью пользовательского интерфейса COMSOL Multiphysics и предназначена для управления моделями. Эта рабочая среда позволяет вести базы данных, управлять версиями результатов моделирования, CAD-файлов, экспериментальных данных и другими сведениями. В версии 6.1 добавлены инструменты управления версиями отчётов и CAD-сборок. Кроме того, значительно улучшены функции комментирования, поиска и расстановки тегов.

Новые функции модулей расширения

Каждый модуль расширения получил множество новых или улучшенных функций и инструментов. Приведём здесь информацию о ключевых обновлениях.

Механика

В модулях «Механика конструкций», «MEMS» и «Динамика многотельных систем» значительно усовершенствованы функции моделирования контактного взаимодействия. Например, во всех этих модулях реализована новая, более устойчивая формулировка для контактных задач (метод Ницше), добавлен новый алгоритм поиска контакта, преимущества которого особенно хорошо заметны на больших трёхмерных моделях, а также улучшена поддержка самоконтакта. Модуль «Механика конструкций» также получил целый набор уникальных обновлений, среди которых:

  • новые функции расчёта износа оболочек и мембран
  • новый инструмент предварительной численной проверки и верификации моделей материалов
  • расширенные функциональные возможности анализа напряжений в сварных швах.

 

Износ поверхности цилиндрического объекта обусловлен трением со скольжением. Для расчёта в этой модели используется узел Wear, который можно добавлять к интерфейсам Shell и Membrane.

Помимо этого, в версии 6.1 представлены интерфейсы Solid Thin-Film Damping и Shell Thin-Film Damping, с помощью которых можно моделировать демпфирование в тонких жидких плёнках. Эти новые интерфейсы добавлены в модули «Механика конструкций» и «MEMS».

Акустика

В модуле «Акустика» появились два новых интерфейса для моделирования акустических течений: интерфейсы Acoustic Streaming from Pressure Acoustics и Acoustic Streaming from Thermoviscous Acoustics. Моделирование акустических течений особенно важно при проектировании лабораторий-на-чипе, анализе процессов металлообработки и в технологиях производства полупроводников.

 

Новые возможности моделирования акустических течений продемонстрированы на примере учебных моделей Opto-Acoustophoretic Effect in an Acoustofluidic Trap и 3D Acoustic Trap and Thermoacoustic Streaming in Glass Capillary (показанных здесь).

Две новые мультифизические связки — Convected Acoustic-Structure Boundary, Time Explicit и Pair Convected Acoustic-Structure Boundary, Time Explicit — позволяют моделировать влияние гидродинамических течений на акустические процессы. Эти инструменты будут особенно полезны специалистам, которые занимаются проектированием и анализом расходомерных систем и устройств.

Гидродинамика и теплопередача

Новый интерфейс Detached Eddy Simulation позволит пользователям модуля «Вычислительная гидродинамика» моделировать турбулентные течения методом отсоединённых вихрей (DES). Метод DES комбинирует высокую точность метода крупных вихрей и вычислительную эффективность моделей турбулентной вязкости, построенных на основе уравнений Рейнольдса (RANS).

Также в модуль «Вычислительная гидродинамика» добавлена возможность использовать RANS-модели турбулентности в пористых областях. Благодаря этому можно заметно расширить возможности моделирования фильтров, каталитических нейтрализаторов отработавших газов и химических реакторов.

Изображение линий тока, проходящих через воздушный фильтр.
Изображение модели воздушного фильтра, на котором показаны линии тока воздуха. Цвет линий тока соответствует значению давления.

Новый интерфейс Orbital Thermal Loads модуля «Теплопередача» позволяет пользователям моделировать воздействие радиационных нагрузок на орбитальные космические аппараты. С помощью этого интерфейса можно учесть влияние солнечного излучения, эффекта альбедо, а также теплопередачу между различными компонентами космического аппарата.

В состав модулей «Вычислительная гидродинамика» и «Теплопередача» добавлены новые настройки тепловых пристеночных функций Thermal wall function для RANS-моделей турбулентности. Эти настройки можно найти в разделе Heat Transfer Turbulence окна настройки узла мультифизической связи Nonisothermal Flow. Данное обновление позволяет повысить точность моделирования теплопередачи на границе твёрдого тела и жидкости (газа).

Электродинамика

В модуле «AC/DC» добавлен новый узел Magnet, предназначенный для моделирования массивов магнитов в электрических машинах, а также новый узел Multiphase Winding для анализа обмоток электродвигателей. Оба узла существенно расширяют возможности для анализа электрических двигателей с помощью COMSOL®. Кроме того, представлен новый интерфейс Magnetohydrodynamics, с помощью которого можно моделировать течения жидких металлов и некоторых типов плазмы.

В модулях «Радиочастоты» и «Геометрическая оптика» появился новый интерфейс Electromagnetic Waves, FEM-BEM, значительно упрощающий настройку гибридных моделей, в которых используется комбинация методов конечных и граничных элементов для расчёта электромагнитных волн.

Окно выбора физических интерфейсов, в котором выбран интерфейс Electromagnetic Waves, FEM-BEM.

В состав модуля «Плазма» добавлен новый интерфейс Inductively Coupled Plasma with RF Bias, а также новый макрос-надстройка Plasma Chemistry. Новый интерфейс позволяет моделировать высокочастотную плазму с ёмкостным и индуктивным удержанием, а макрос-надстройку можно использовать для создания полного химического описания плазмы на основе текстового файла при задействовании в моделях определённых интерфейсов.

Химия и электрохимия

Ключевым обновлением модуля «Электрохимические аккумуляторы» является новый интерфейс Battery Pack. Главная отличительная особенность нового интерфейса — способность анализировать надёжность и безопасность аккумуляторных батарей, состоящих из нескольких сотен элементов. Модуль «Топливные ячейки и электролизёры» теперь позволяет моделировать системы, в которых топливо содержит такие примеси как аммиак, тяжёлые углеводороды, соединения серы и трейсеры.

Обновлённые инструменты модуля «Химические реакции» упрощают моделирование процессов сепарации, важных для всех отраслей химической промышленности, в том числе процессы очистки газа и экстракции жидкости. Для анализа таких процессов представлен новый интерфейс Dispersed Two-Phase Flow with Species Transport.

Новые и обновлённые учебные модели

Версия 6.1 содержит множество новых и обновлённых учебных моделей, которые можно найти в библиотеке приложений COMSOL® Desktop или в галерее приложений на сайте COMSOL. Ниже представлены изображения девяти новых учебных моделей:

  • Магнитное поле линии электропередачи.
  • Анализ магнитного поля в МГД-насосе.
  • Акустическая модель громкоговорителя с фазоинвертором.
  • Сравнение полной модели и модели пониженного порядка.
  • Анализ удара молнии в крыло самолёта.
  • LES-модель турбулентного течения при обтекании холма.
  • Модель заполнения резиной литьевой формы лопасти ветряка.
  • Тепловой анализ пластинчатого теплообменника.
  • Модель смешения в миксере непрерывного действия.

Что ещё нового в версии 6.1?

Кликните по кнопке ниже, чтобы перейти к полному списку обновлений последней версии COMSOL®.

 

Microsoft является торговой маркой группы компаний Microsoft.

Рубрики блога


Комментарии (0)

Оставить комментарий
Войти | Регистрация
Загрузка...
РУБРИКАТОР БЛОГА COMSOL
РУБРИКИ
ТЕГИ