В романе Мигеля де Сервантеса «Дон Кихот», написанном в 1615 году, заглавный герой, представлявший себя средневековым рыцарем, принимает ветряные мельницы за великанов и нападает на них, в результате чего его копье застревает в одном из парусов. Для современных лопастей ветряных энергетических установок конечно нет задачи выдерживать такое точечное воздействие, однако при их проектировании важно проводить анализ на прочность и расчет собственных частот лопастей для учета различных (более реалистичных) нагрузок на конструктивные элементы.

В версии 5.4 представлен новый продукт COMSOL Compiler™, который позволяет создателям приложений для моделирования делиться ими с пользователями без ограничений. Кроме того, новая версия COMSOL Multiphysics® стала еще удобнее для использования. В ней появились новые функции моделирования, связанные с отдельными физическими интерфейсами, а также новый модуль Композитные материалы для моделирования тонких слоистых структур.

В первой статье этой серии мы рассказали о вариационных задачах и показали, как их решать с помощью программного пакета COMSOL Multiphysics®. Там мы использовали простые встроенные граничные условия. Сегодня мы обсудим более общие случаи граничных условий и ограничений. Мы также покажем, как задать эти граничные условия и ограничения в программном пакете COMSOL Multiphysics, на примере той же самой вариационной задачи о мыльной пленке из первой статьи — и примерно с таким же уровнем математики.

Что общего между мыльными пленками, подвесными проводами и световыми лучами? Их равновесное состояние определяется минимумом некоторой величины. Такие задачи часто встречаются в разных областях науки и техники: в биологии, экономике, теории упругости, материаловедении и в обработке изображений. Моделировать такие задачи можно с помощью встроенных интерфейсов программного пакета COMSOL Multiphysics®, но в этой статье мы расскажем, как решать вариационные задачи с помощью моделирования на основе уравнений.

Барботаж — процесс массообмена между газом и жидкостью — часто применяется в промышленных задачах: для газирования напитков, в работе фотобиореакторов и даже для аэрации домашних аквариумов. В этой статье мы изучим моделирование газирования в программном пакете COMSOL Multiphysics®.

Во время плановых осмотров офтальмологи проверяют наличие таких распространенных проблем зрения, связанных с преломлением света, как близорукость, дальнозоркость и астигматизм. Пациентов зрелого возраста врачи также проверяют на наличие пресбиопии, которая представляет собой потерю амплитуды аккомодации, вызывающую со временем полную потерю зрения на близком расстоянии. Процесс визуальной аккомодации сложен, а узнать свойства глаз, требуемые для улучшения диагностики и лечения пресбиопии, очень трудно. Для измерения показателя преломления хрусталика исследователи разработали технику на основе обратного инжиниринга с использованием моделирования.

Диоды Шоттки — одни из самых старых полупроводниковых элементов, которые до сих пор используются в современных устройствах, в том числе в компьютерах и радарах. Для полной уверенности в корректной работе диода Шоттки, инженерам необходимо учитывать при проектировании такие факторы, как плотность тока и высоту потенциального барьера. Приведенная ниже эталонная модель подтверждает, что программный пакет COMSOL Multiphysics® с модулем расширения Полупроводники хорошо подходит для решения таких задач.

Для описания гиперупругих материалов мы собираем экспериментальные данные о множестве испытаний, в том числе испытаний на одноосное растяжение и одноосное сжатие, на двухосное растяжение и двухосное сжатие, а также на кручение. В этой статье мы расскажем, как моделировать сжатие сферы из упругой пены на основе данных одноосных и двухосных испытаний на сжатие и растяжение. Мы демонстрируем расчет в модели Сторокеша для сжимаемого гиперупругого материала и расчет зависимости силы от удлинения в одноосных и двухосных испытаниях.

Ионообменные мембраны широко применяются в области электрохимической инженерии. Они используются в топливных элементах с полимерным электролитом и в ванадиевых проточных батареях для переноса ионов и в то же время предотвращают проникновение реагентов и электронов между двумя отсеками батареи. Способность пропускать ионы с положительным или отрицательным зарядом также используется в электродиализе для очистки воды от ионов. В этой статье мы рассмотрим ион-селективные свойства ионообменных мембран.