Обновление COMSOL Desktop®

Для всех пользователей программного продукта COMSOL Multiphysics® версии 5.3 в Среде разработки приложений имеются функциональные возможности и опции, с помощью которых можно автоматизировать любые задачи моделирования в Построителе моделей. Ознакомьтесь с обновлением COMSOL Desktop® ниже.

Улучшение производительности

Оптимизация производительности в основном повлияет на более крупные модели, содержащие либо большое количество элементов, либо большое количество геометрических объектов. Загрузка таких моделей теперь во много раз быстрее: работа с выборками, например, в окне Selection List (Список выборки), может быть в 15 раз быстрее. Переключение между узлами в дереве Построителя моделей также намного быстрее. Более подробную информацию можно найти на странице «Обзор версии» в разделе «Ключевые новшества».

Методы модели

Использование методов позволяет выполнять сложные операции в специализированных приложениях с помощью Среды разработки приложений и Редактора методов. Эту возможность теперь добавили в Построитель моделей в виде новой функциональности Model Method (Метод модели), доступной на ленте в новой вкладке Developer (Разработчик). Используя методы модели, можно выполнять сложные операции непосредственно с моделью, например, настраивать геометрические последовательности из данных в текстовом файле, изменять параметры решателя на основе определенных критериев или создавать шаблоны группы графиков.

Выбор функциональности Model Method (Метод модели) из вкладки Developer (Разработчик) дает возможность создавать и редактировать методы в Редакторе методов Среды разработки приложений. Теперь имеется доступ к функциональности, которая помогает написать код метода, например, автодополнение кода с помощью клавиш Ctrl+Space и функциональности Record Code (Записать код). Для удобства проверки правильности написанной программы можно пользоваться точками прерывания. При запуске методов из вкладки Developer (Разработчик) модель будет напрямую обновляться в Построителе моделей. Поскольку для методов модели требуется Среда разработки приложений, их можно создавать только в операционной системе Windows®, хотя впоследствии они могут быть запущены на любой другой платформе.

Новая вкладка Developer (Разработчик) в программном пакете COMSOL Multiphysics.

Новая вкладка Developer (Разработчик) на ленте, из которой можно создавать, записывать и запускать методы модели.

Новая вкладка Developer (Разработчик) на ленте, из которой можно создавать, записывать и запускать методы модели.
Снимок экрана с Редактором методов в Среде разработки приложений. Методы модели создаются и редактируются в Редакторе методов Среды разработки приложений. Методы модели создаются и редактируются в Редакторе методов Среды разработки приложений.
Пример модели, которую можно обновить с помощью метода модели в программном продукте COMSOL Multiphysics® версии 5.3. В данном методе-примере задается геометрическая последовательность. При запуске изменения в модели начинают действовать немедленно. В данном методе-примере задается геометрическая последовательность. При запуске изменения в модели начинают действовать немедленно.

Запуск методов моделей в операционных системах Linux® и macOS

Хотя создавать или редактировать методы модели в версиях COMSOL Multiphysics® для Linux® или macOS нельзя, можно запускать существующие методы модели. Методы модели доступны из меню панели инструментов.

Панель управления в программном пакете COMSOL Multiphysics для macOS. Пример доступа и использования метода модели из меню панели инструментов macOS. Пример доступа и использования метода модели из меню панели инструментов macOS.

Скопируйте пользовательские настройки из предыдущих версий программного продукта COMSOL Multiphysics®

Пользовательские настройки теперь автоматически копируются из предыдущих инсталляций программного пакета COMSOL Multiphysics®, что позволяет сохранять индивидуальные настройки в новых инсталляциях. Это включает настройки в окне диалога Preferences (Пользовательские настройки), а также пользовательские настройки Библиотеки материалов.

Выход из режима скрытия

Когда вы включали опцию Click и Hide (Нажать и скрыть) в предыдущих версиях панели инструментов управления графикой, следовало ее снова отключать, когда вы заканчивали работать с ней. Если вы не отключали эту опцию, система по-прежнему находилась в режиме Hide (Скрытие) в процессе моделирования, например, при создании новой опции. Любые щелчки мыши в графическом окне по-прежнему скрывали геометрические объекты, а не добавляли их в новую выборку. В программном пакете COMSOL Multiphysics® версии 5.3 теперь можно автоматически выходить из режима Hide (Скрытие), когда пользователь начинает другую операцию, например, выборку другого узла в дереве Построителя моделей.

Графическое окно с подсвеченной кнопкой Click and Hide (Нажать и Скрыть). Кнопка Click and Hide (Нажать и Скрыть) в панели инструментов управления графикой. Кнопка Click and Hide (Нажать и Скрыть) в панели инструментов управления графикой.

Улучшения в списке выборки

Две новые кнопки переключения облегчают работу с окном Selection List (Список выборки): Only List Selected (Показать только выборку) и Only List Visible (Показать только видимые элементы). Первый фильтрует список выборки таким образом, что он отображает только объекты, которые выбраны, а второй фильтрует список так, что он отображает только видимые объекты. Кроме того, выбранные объекты обозначаются текстовой строкой «(selected)» после идентификатора. В предыдущих версиях программного обеспечения скрытые объекты уже помечались текстом «(hidden)» после идентификатора.

Снимок экрана окна Selection List (Список выборки) с новой меткой «(selected)». На изображении показано окно Selection List (Список выборки) с новой меткой «(selected)». На изображении показано окно Selection List (Список выборки) с новой меткой «(selected)».
На изображении — окно Selection List (Список выборки), где показаны только выбранные элементы.

На изображении справа можно видеть то же самое с включенной опцией Only List Selected (Показать только выборку), когда показываются только выбранные элементы.

На изображении справа можно видеть то же самое с включенной опцией Only List Selected (Показать только выборку), когда показываются только выбранные элементы.

Несовместимость с моделями, сохраненными в версии 3.5a

В COMSOL Multiphysics® версии 5.3 невозможно открыть модели, сохраненные в версии 3.5a. Модели, сохраненные в COMSOL Multiphysics® версий 4.0 и новее, поддерживаются.

Ускорение сохранения и загрузки файлов MPH

Бинарный формат хранения данных решения разработан таким образом, что сохранение динамических данных решения в процессе моделирования и в файле MPH происходит различным образом. Это незаметное изменение позволяет сохранять и загружать файлы MPH быстрее. Теперь в момент открытия MPH-файла считывается только некоторая часть данных решения, а динамические данные считываются только по запросу. К моменту сохранения MPH-файла динамические данные уже записаны в файлы, и их можно просто скопировать в соответствующий MPH-файл из папок Recovery (Восстановление) или Temporary Files (Временные файлы).

Более удобное использование физических символов

Теперь вы можете точнее настраивать отображение физических символов при отображении геометрии в графическом окне. Отображение физических символов можно включать или отключать как в соответствующем окне Settings (Настройки) физического интерфейса, так и в настройках отдельных функций и узлов физического интерфейса.

Сверху: на изображении показана опция Physics Symbols (Физические символы) модуля Механика твердого тела. Снизу: на изображении показана опция Physics Symbols (Физические символы) функции Point Load (Точечная нагрузка).

Переключение между отображением и скрытием физических символов в графическом окне. Можно выбрать Enable physics symbols (Использовать физические символы) в окне Settings (Настройки) главного узла, например, Механика твердого тела (сверху) или в окне Settings (Настройки) отдельной опции, например, Point Load (Точечная нагрузка) (снизу).

Переключение между отображением и скрытием физических символов в графическом окне. Можно выбрать Enable physics symbols (Использовать физические символы) в окне Settings (Настройки) главного узла, например, Механика твердого тела (сверху) или в окне Settings (Настройки) отдельной опции, например, Point Load (Точечная нагрузка) (снизу).

Использование метода граничных элементов при моделировании уравнений в частных производных

COMSOL Multiphysics® версии 5.3 предлагает новые интерфейсы, основывающиеся на методе граничных элементов (BEM) — два физических интерфейса и один математический. В модуле AC/DC появился новый интерфейс Electrostatics, Boundary Elements (Электростатика, граничные элементы), а в модулях Коррозия и Электроосаждение добавлен интерфейс Current Distribution, Boundary Elements (Распределение тока, граничные элементы). Группа Mathematics (Математика) базового модуля COMSOL Multiphysics® дополнена интерфейсом PDE, Boundary Elements (Уравнения в частных производных, метод граничных элементов), совместимым с двух- и трех-мерными задачами. Новый интерфейс используется для решения уравнения Лапласа как в конечной, так и в бесконечной области.


Сравнение метода граничных элементов и метода конечных элементов

Отличие физических интерфейсов, основанных на методе граничных элементов, от интерфейсов, основанных на методе конечных элементов, в том, что они используют элементы сетки только на границах моделируемых областей (то есть на кривых в двухмерных моделях и на поверхностях — в трехмерных). Физические интерфейсы, использующие метод граничных элементов, работают для моделирования трех типов объемов: областей, конечных пустот и бесконечных пустых пространств. Объем конечного и бесконечного пустого пространства не разбивается на сетки. Построитель сетки строит только граничные элементы, примыкающие к этим областям. Метод граничных элементов может быть применим к моделированию областей, содержащих объемные сетки, однако в этих случаях он использует только граничные элементы таких областей. Напротив, физические интерфейсы, использующие метод конечных элементов, используются для моделирования областей и не применимы к моделированию конечных и бесконечных пустых пространств.

Физические интерфейсы, основанные на методе конечных элементов, в процессе решения генерируют разреженные матрицы. В отличие от них, интерфейсы, основанные на методе граничных элементов, генерируют плотные и полностью заполненные матрицы. Таким образом, хоть использование метода граничных элементов при моделировании некоторой области и требует меньшего количества степеней свободы по сравнению с использованием метода конечных элементов для той же области и физической модели, с ростом числа элементов и сложности геометрии требования к памяти у метода граничных элементов растут быстрее, чем у метода конечных элементов. С этим можно бороться, используя итеративные решатели в сочетании с приближениями дальнего поля, что позволяет избежать явного построения больших матриц. По умолчанию в физических интерфейсах на основе метода граничных элементов используются подходящие итеративные решатели в сочетании с приближениями дальнего поля. Тем не менее, в этих интерфейсах есть и опции выбора прямых решателей и отключения аппроксимаций дальнего поля.

ПО COMSOL Multiphysics® поддерживает также и использование физических интерфейсов, основанных и на методе граничных элементов, и на методе конечных элементов для моделирования одного и того же региона или области, содержащей объемную сетку. Такие комбинации с использованием смешанного подхода полезны, когда в некоторой области модели может потребоваться учесть сложные свойства материалов, которые можно моделировать только с помощью метода конечных элементов: нелинейность, анизотропию и пространственно-неоднородные свойства. Физические интерфейсы, основанные на методе граничных элементов, предполагают изотропность материала: его свойства должны быть одинаковы на всем протяжении области, конечного или бесконечного пустого пространства, и тем более не могут быть нелинейными.

Путь к файлам Библиотеки приложений, используемым в примерах применения интерфейса Electrostatics, Boundary Elements (Электростатика, граничные элементы) в модуле AC/DC:
ACDC_Module/Capacitive_Devices/capacitor_tunable
ACDC_Module/Tutorials/capacitive_position_sensor_bem

**Путь к файлам Библиотеки приложений, используемым в примерах применения интерфейса Electrostatics, Boundary Elements (Электростатика, граничные элементы) в модуле Коррозия. Corrosion_Module/Cathodic_Protection/multiple_oil_platforms

Модель нефтяной платформы в COMSOL Multiphysics версии 5.3, использующая метод граничных элементов. На вставке изображен приближенный вид, показывающий протекторные аноды. Моделирование электростатических свойств буровой установки в морской воде с использованием метода граничных элементов (BEM). Размер конструкции, количество составных частей и сложность геометрии, а также открытое пространство, в котором находится платформа, делают метод граничных элементов оптимальным средством моделирования в этой и подобных задачах. Моделирование электростатических свойств буровой установки в морской воде с использованием метода граничных элементов (BEM). Размер конструкции, количество составных частей и сложность геометрии, а также открытое пространство, в котором находится платформа, делают метод граничных элементов оптимальным средством моделирования в этой и подобных задачах.