COMSOL計(jì)算
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-11
COMSOL計(jì)算的視頻教程
003 - COMSOL納米金球二聚體的散射（含講解視頻）
003 - COMSOL納米金球二聚體的散射（含講解，66元） ? 基本介紹： ·? 主要內(nèi)容：對(duì)納米金球?qū)Φ纳⑸渥隽四M； ·??基于COMSOL頻域求解，使用的軟件版本為COMSOL 5.3 (5.3.0.223)； ·??計(jì)算所需的內(nèi)存：8 GB； ·??涉及的內(nèi)容：散射場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)域、完美電導(dǎo)體、完美磁導(dǎo)體、散射邊界條件、自定義網(wǎng)格、對(duì)數(shù)據(jù)集的操作 等； ·??繪制了：近場(chǎng)分布和遠(yuǎn)場(chǎng)分布
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021 - COMSOL光的折射（零基礎(chǔ)教學(xué)型案例，含演示，46元）
021 - COMSOL光的折射（零基礎(chǔ)教學(xué)型案例，含演示，46元） 基本介紹： ·??主要內(nèi)容：用COMSOL做了光在兩種介質(zhì)分界面上的折射，將模擬得到的反射率、透射率與理論結(jié)果比較，驗(yàn)證了折射定律（Snell定律）； ·??基于COMSOL頻域求解，使用的軟件版本為COMSOL 5.4 (5.4.0.225)； ·??計(jì)算所需的內(nèi)存：4 GB； ·??涉及的內(nèi)容：端口、周期性邊界條件
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Comsol相場(chǎng)求解液滴上浮案例
采用相場(chǎng)復(fù)現(xiàn)了Comsol官網(wǎng)水平集計(jì)算液滴上浮案例，分享給大家。
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COMSOL計(jì)算的實(shí)例教程
笛卡爾坐標(biāo)下平均曲率表達(dá)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)成：
參考： Stanley Osher, Ronald Fedkiw,Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces,2002,P12
網(wǎng)格的單位法向量 N = (n1,n2,n3)，在COMSOL中分別為 (nx,ny,nz)
因此理論上COMSOL計(jì)算曲率方程為 kappa = nxx+nyy+nzz。
但是由于軟件沒(méi)有對(duì)
nx ny nz進(jìn)行進(jìn)一步差分，所以需要引入輔助變量來(lái)計(jì)算 nxx nyy nzz。
以2D為例：
使用 Weak Form Boundary PDE模塊 選擇需要計(jì)算的曲線，定義變量 norm1, norm2.
方程中填入：
定義邊界輔助變量 kappa = norm1Tx+norm2Ty
比如計(jì)算一個(gè)擴(kuò)張的圓的曲率，理論曲率 為 1/R：
其曲率變化，使用了自適應(yīng)網(wǎng)格，數(shù)值略有跳躍，但吻合度還是不錯(cuò)的：
文章源自：天樂(lè)樹(shù)的博客
展開(kāi) 'mcase',[0 1]);
如果要利用之前計(jì)算的記過(guò)作為初始值，可借鑒“利用comsol的計(jì)算源程序，來(lái)建立新的循環(huán)計(jì)算”中的相關(guān)內(nèi)容。
2 經(jīng)過(guò)實(shí)際計(jì)算，即使要對(duì)常數(shù)和變量進(jìn)行修改的話，這樣處理也是可以的。
（七）comsol文件清除結(jié)果的操作
點(diǎn)擊“文件”選擇其中的“模型重置”即可將之前計(jì)算的結(jié)果清除，文件大小降為幾百K
（八）關(guān)于comsol模型轉(zhuǎn)成M文件運(yùn)行的注意事項(xiàng)
1、將comsol進(jìn)行過(guò)求解計(jì)算的文件另存為M文件，再通過(guò)“COMSOL with MATLAB”打開(kāi)文件進(jìn)行編程和修改。
2、如果只是想對(duì)后處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行編程調(diào)試，必須先將comsol文件保存為*.mph文件，然后再另存為m文件，進(jìn)行后續(xù)程序修改
簡(jiǎn)言之：
如果對(duì)comsol重新進(jìn)行計(jì)算就在comsol計(jì)算完之后，進(jìn)行一些后處理操作（這部分也可用自己編寫(xiě)的程序），沒(méi)有關(guān)閉comsol之前就將comsol文件另存為M文件，這樣下載運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)，會(huì)對(duì)comsol部分進(jìn)行計(jì)算。
如果不對(duì)comsol重新計(jì)算，就在comsol計(jì)算完之后，關(guān)閉comsol，然后再重新打開(kāi)，將comsol文件另存為M文件，這樣下載運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)，不會(huì)對(duì)comsol部分進(jìn)行計(jì)算，而直接可以用上次計(jì)算的結(jié)果。
(九)與matlab2010a 會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題
對(duì)于下面這條程序，再普通不過(guò)了，但是在與matlab2010a中，總是提示錯(cuò)誤，并且自動(dòng)關(guān)閉程序，后來(lái)去除‘spline’，就變正常，但是使用的插值方法是默認(rèn)的“l(fā)inear”,最后將，2010a換成2007b,就正常了。
展開(kāi) 更多精彩內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注“鋰電芯動(dòng)”公眾號(hào)
引言
在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，COMSOL Multiphysics是一款強(qiáng)大的仿真軟件，能夠解決復(fù)雜的物理場(chǎng)問(wèn)題。然而，其仿真過(guò)程往往需要大量計(jì)算資源和時(shí)間。為了提高效率，可以使用Python控制COMSOL，結(jié)合深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）構(gòu)建代理模型。
具體而言，Python腳本可以自動(dòng)化COMSOL的仿真流程，生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。這些數(shù)據(jù)包括輸入?yún)?shù)（如幾何尺寸、材料屬性）和輸出結(jié)果（如場(chǎng)分布、響應(yīng)值）。隨后，DNN模型通過(guò)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)輸入與輸出之間的復(fù)雜非線性關(guān)系。訓(xùn)練好的代理模型能夠在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)結(jié)果，顯著提升計(jì)算效率。
這種方法的優(yōu)勢(shì)在于：
自動(dòng)化：Python腳本簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)生成和模型訓(xùn)練流程；
高效性：DNN代理模型減少了對(duì)COMSOL仿真的依賴；
可擴(kuò)展性：適用于多種科學(xué)計(jì)算場(chǎng)景。
具體案例
接下來(lái)給大家展示一下如何用python控制一個(gè)1D鋰電池Comsol模型生成不同設(shè)計(jì)參數(shù)下電池性能的數(shù)據(jù)集，然后基于生成的數(shù)據(jù)集構(gòu)建并訓(xùn)練DNN代理模型。整個(gè)過(guò)程都是自動(dòng)化運(yùn)行，相比于直接使用Comsol本身自帶的DNN模型來(lái)說(shuō)要更加高效。
操作步驟如下：
1.用Comsol創(chuàng)建一個(gè)1D鋰電池模型
2.在pyhon中連接并加載上述模型
3.定義四個(gè)特征參數(shù)的空間范圍，并在該范圍內(nèi)利用LHS生成300個(gè)組設(shè)計(jì)參數(shù)
四個(gè)特征參數(shù)分別是C_rate（放電倍率）、L_pos(正極涂層厚度）、epss_neg(負(fù)極活性物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)）和epss_pos(正極活性物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)）。這四個(gè)參數(shù)都是對(duì)電池性能影響比較大的參數(shù)。
4.
展開(kāi) 光學(xué)計(jì)算是替代當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)的另一種可能形式。在這篇文章中，我們將探討光學(xué)計(jì)算的概念，并解釋了光學(xué)矩陣乘法網(wǎng)絡(luò)是如何工作的。我們還討論了如何使用 COMSOL Multiphysics? 軟件及其附加產(chǎn)品——波動(dòng)光學(xué)模塊對(duì)光學(xué)計(jì)算設(shè)備進(jìn)行建模。結(jié)合這些產(chǎn)品的使用，展示了在模擬大型光學(xué)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)用波束包絡(luò)法的優(yōu)勢(shì)。
光學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)介
摩爾定律
在過(guò)去的幾十年里，計(jì)算機(jī)的能力一直呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這種增長(zhǎng)遵循摩爾定律，即集成電路中的晶體管數(shù)量每?jī)赡攴环?jì)算機(jī)的成本將降低。這使得我們今天享有的大部分現(xiàn)代技術(shù)成為可能。例如，主流計(jì)算機(jī)芯片完全基于晶體管等電子元件，每塊芯片的晶體管數(shù)量幾乎每?jī)赡昃蜁?huì)翻一番。為了跟上這種增長(zhǎng)，并在可控的功率效率下提高計(jì)算機(jī)芯片的性能，芯片上的電子元件(包括晶體管)的小型化既關(guān)鍵又不可避免。盡管工程師們?cè)谶@方面做了出色的工作，將晶體管從厘米尺度縮小到納米尺度，但重要的是要認(rèn)識(shí)到，最終基本的限制將阻礙這類(lèi)設(shè)備的發(fā)展。例如，當(dāng)一個(gè)電子元件的尺寸接近原子水平時(shí)，量子效應(yīng)將導(dǎo)致其功能不穩(wěn)定。科學(xué)和工程界長(zhǎng)期以來(lái)一直在考慮電子計(jì)算機(jī)的替代形式。最近引起廣泛關(guān)注的一種替代是光學(xué)計(jì)算——指用光(光子)而不是電流(電子)進(jìn)行計(jì)算。
雖然光學(xué)計(jì)算是一項(xiàng)新興技術(shù)，但光學(xué)在信息技術(shù)中的應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間了，特別是利用光進(jìn)行信息傳輸。損耗極低的光纖可以以光速長(zhǎng)距離傳輸信息。光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備常用于數(shù)據(jù)中心甚至普通家庭。然而，在商業(yè)化方面，利用光進(jìn)行計(jì)算仍處于起步階段。
光學(xué)中的數(shù)學(xué)計(jì)算
眾所周知，某些光學(xué)過(guò)程對(duì)應(yīng)于數(shù)學(xué)計(jì)算。例如，考慮光的衍射。當(dāng)光通過(guò)衍射介質(zhì)時(shí)，本質(zhì)上是在進(jìn)行傅里葉變換積分。然而，光學(xué)系統(tǒng)是否可以像我們今天擁有的計(jì)算機(jī)一樣進(jìn)行通用數(shù)學(xué)計(jì)算，可能還不是很清楚。目前，光學(xué)計(jì)算有許多不同的形式。
展開(kāi) 案例計(jì)算了二維圓周軸對(duì)稱電磁閥瞬態(tài)響應(yīng)及溫度場(chǎng)變化，使用動(dòng)網(wǎng)格，磁場(chǎng)，ge模塊實(shí)現(xiàn)，其中對(duì)于不規(guī)則極靴和銜鐵接觸區(qū)域的動(dòng)網(wǎng)格處理是模型的亮點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)的模型類(lèi)似于Maxwell中電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析。
電磁力和位移變化
線圈電壓與電流關(guān)系
COMSOL計(jì)算的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
COMSOL計(jì)算的最新內(nèi)容
多級(jí)散射是量化分析共振模式的一個(gè)常用手段，通過(guò)計(jì)算不同偶極子散射的能量可以很好地研究微納結(jié)構(gòu)的輻射特性，例如Anapole由于ED和TD模式干涉相消表現(xiàn)為非輻射模式，TD環(huán)偶極子通常表現(xiàn)出高Q特性等等。通過(guò)復(fù)現(xiàn)一篇題為“Symmetric metasurface with dual band polarization-independent high-Q resonances governed by
在光學(xué)這一充滿魅力的物理研究領(lǐng)域中，光束偏移現(xiàn)象一直是一個(gè)引人關(guān)注且蘊(yùn)含豐富物理機(jī)制的研究方向。其中，古斯 - 漢森位移（Goos - H?nchen shift）作為光束在界面反射或折射時(shí)產(chǎn)生的一種橫向偏移現(xiàn)象，具有重要的理論研究?jī)r(jià)值和潛在的應(yīng)用前景。
從經(jīng)典的電磁理論角度出發(fā)，當(dāng)光在介質(zhì)界面處發(fā)生全反射時(shí)，依據(jù)菲涅耳公式可以對(duì)光的反射和折射行為進(jìn)行初步的描述。然而，古斯 - 漢森位移揭示了光在這種看似簡(jiǎn)單的反射過(guò)程中
連續(xù)體中的束縛態(tài)(BIC)由于其非輻射的特點(diǎn)已被證明是相關(guān)的在動(dòng)量空間中具有拓?fù)潆姾珊蜏u旋極化奇點(diǎn)。對(duì)于常規(guī)對(duì)稱的光子晶體板中，BIC被線極化遠(yuǎn)場(chǎng)所包圍，不利于高容量和多功能集成光學(xué)應(yīng)用。動(dòng)量空間中如何調(diào)控其周?chē)鷺O化偏振是一個(gè)有趣的問(wèn)題。
利用COMSOL來(lái)復(fù)現(xiàn)一篇國(guó)產(chǎn)小子刊，題為“Arbitrarily polarized bound states in the continuum with
6.同一組參數(shù)下，Comsol計(jì)算的和DNN模型預(yù)測(cè)的Ragone圖對(duì)比
可以看出1C倍率以下，DNN預(yù)測(cè)的平均體積功率密度（P_vol_ave)與Comsol計(jì)算出來(lái)是有些差距的，而2C倍率以上DNN預(yù)測(cè)出來(lái)的結(jié)果與Comsol計(jì)算出來(lái)的重合得還是挺不錯(cuò)的。
??
安裝支持 GPU 計(jì)算的 COMSOL Multiphysics?
在 COMSOL 安裝程序中，有兩個(gè)部分提供了有關(guān) GPU 加速的選項(xiàng)。以下步驟詳細(xì)介紹了這些部分，并提供了 Windows 版安裝程序的屏幕截圖。Linux 版本看起來(lái)略有不同，但相同的說(shuō)明適用。
在鋰離子電池研究中，利用COMSOL進(jìn)行多孔顆粒夾雜電流計(jì)算模擬多孔顆粒中的電流分布情況，可以深入了解材料內(nèi)部的電傳輸機(jī)制。這對(duì)于設(shè)計(jì)高性能電池、超級(jí)電容器等能量存儲(chǔ)設(shè)備至關(guān)重要。本案例中建立球形多孔結(jié)構(gòu)（或顆粒夾雜）模型，并通過(guò)COMSOL研究在包含非導(dǎo)電顆粒夾雜的電解質(zhì)中電流分布情況。
多孔/顆粒夾雜結(jié)構(gòu)采用CAD球體密堆積3D插件
Multiphysics?計(jì)算云圖（由于參數(shù)不同，云圖存在些許差別）：
為了方便對(duì)比，不同裂隙幾何、參數(shù)影響結(jié)果都放在同一個(gè)模型不同研究中了。
點(diǎn)擊藍(lán)字，關(guān)注我們
Comsol基于場(chǎng)路耦合的三相電力變壓器電磁場(chǎng)計(jì)算
關(guān)鍵詞：電力變壓器；電磁性能；場(chǎng)路耦合；有限元；數(shù)值計(jì)算
1. 基于有限元法三維場(chǎng)路耦合數(shù)學(xué)模型
1.1 基礎(chǔ)理論
電磁場(chǎng)理論的基礎(chǔ)是麥克斯韋方程組，它適用于所有宏觀電磁現(xiàn)象的描述，是工程電磁場(chǎng)問(wèn)題的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。麥克斯韋方程組一共包含四個(gè)方程，如下方程所示，分別描述了安培定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、高斯電通定律和高斯磁通定律
Comsol金屬氧化物避雷器（MOA）電-熱耦合計(jì)算
關(guān)鍵詞：電磁避雷器；電-熱耦合；有限元；數(shù)值計(jì)算
1 避雷器電-熱特性研究
1.1 避雷器
避雷器：用于保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊時(shí)高瞬態(tài)過(guò)電壓危害，并限制續(xù)流時(shí)間，也常限制續(xù)流幅值的一種電器。避雷器有時(shí)也稱為過(guò)電壓保護(hù)器，過(guò)電壓限制器。如圖1所示就是避雷器實(shí)物圖。
圖1. 避雷器
避雷器連接在線纜和大地之間，通常與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)
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Comsol開(kāi)關(guān)柜溫度-濕度-流場(chǎng)耦合計(jì)算
關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)柜；熱濕耦合；流固耦合；有限元；數(shù)值計(jì)算
1. 開(kāi)關(guān)柜溫度-濕度-流場(chǎng)特性研究
1.1 開(kāi)關(guān)柜
開(kāi)關(guān)柜是一種電氣設(shè)備，開(kāi)關(guān)柜外線先進(jìn)入柜內(nèi)主控開(kāi)關(guān)，然后進(jìn)入分控開(kāi)關(guān)，各分路按其需要設(shè)置。如儀表，自控，電動(dòng)機(jī)磁力開(kāi)關(guān)，各種交流接觸器等，有的還設(shè)高壓室與低壓室開(kāi)關(guān)柜，設(shè)有高壓母線，如發(fā)電廠等，有的還設(shè)有為保主要設(shè)備的低周減載
