COMSOL模塊
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-11
COMSOL模塊的視頻教程
COMSOL模塊的實例教程
1 引言
在過去的一個筆記中，曾經(jīng)提及過Comsol Multiphysics多物理場數(shù)值模擬軟件(最新發(fā)布的工業(yè)軟件(采礦,結(jié)構(gòu)和數(shù)值模擬)，但這個軟件在巖土工程中很少用到。根據(jù)調(diào)查，GeotechSet數(shù)據(jù)集內(nèi)僅包括了不到10篇相關(guān)文獻(xiàn)。本筆記簡述了Comsol的巖土力學(xué)模塊。
2 Comsol巖土力學(xué)模塊
Comsol的巖土力學(xué)模塊(Geomechanics Module)是結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊的附加模塊，如下圖所示。在軟件安裝時可以選擇該模塊，其中提供的工具將結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊擴展到巖土工程的定量研究，可以進(jìn)行巖石力學(xué)和土力學(xué)的單一物理場和多物理場模擬，如隧道，開挖，邊坡穩(wěn)定性及擋土結(jié)構(gòu)，可以使用許多非線性巖土力學(xué)材料模型來研究土和巖石的變形，塑性，蠕變和破壞，以及它們與樁，支撐結(jié)構(gòu)和其它人工結(jié)構(gòu)的相互作用。這個模塊包含了廣泛的材料模型：
(1) 土力學(xué)模型：Drucker-Prager；Mohr-Coulomb; Modified Cam-Clay model; Hardening Soil model. 為了與FLAC的本構(gòu)模型比較，可參考下述鏈接：
IMASS---FLAC3D和3DEC新的本構(gòu)模型(2)
FLAC2D---過去，現(xiàn)在和將來
FLAC3D 7.0 新特性簡介(P3)---新的本構(gòu)模型
(2) 用戶自定義的塑性、流動規(guī)則和硬化模型。
展開 等離子體模塊模擬出來 電子密度沒有流柱 是啥原因啊
基于comsol的帶狀溫差發(fā)電模塊
comsol在 結(jié)構(gòu)力學(xué)的“梁”接口里可以畫彎矩圖，而固體力學(xué)模塊沒有，請問有什么方法可以求出彎矩嗎，比如用固體力學(xué)模塊建的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)？ 想要提取抗滑樁周圍的彎矩圖，有償求助
在COMSOL中，可以用固體力學(xué)或壓力聲學(xué)模塊仿真聲子晶體。
首先以一維聲子晶體為例：
如上圖，模型左右兩部分是不同的材料，并且在左右方向具有周期排列特征。
在物理場中設(shè)置周期性邊界條件：
在周期邊界上設(shè)置一致的網(wǎng)格點，以提高數(shù)值穩(wěn)定性：
仿真得到的一維聲子晶體能帶圖：
對于實際的準(zhǔn)周期性模型，可以計算透射譜，以驗證聲子晶體能帶中存在的禁帶現(xiàn)象：
上圖可以明顯看到頻率對透射率的影響。特定的頻率下，聲波很難從一端傳播到另一端，就是對應(yīng)的能帶圖中所謂的禁帶。
對于二維、三維模型，需要根據(jù)對稱性，建立合適的周期性模型及添加合適的周期性邊界條件。一些二維、三維結(jié)構(gòu)的布里淵區(qū)：
二維聲子晶體能帶：
三維FCC聲子晶體能帶，以及這里選取的周期性結(jié)構(gòu)：
得到的聲子能帶圖：
也可以按實際路徑長度，設(shè)定高對稱點分割，以便后續(xù)添加高對稱點標(biāo)記：
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COMSOL模塊的最新內(nèi)容
基于comsol的帶狀溫差發(fā)電模塊
在COMSOL固體力學(xué)模塊中常用的約束包括固定約束和輥支撐，這兩種約束在很多情況下不能滿足一些約束需求，比如類似軸承支撐的約束，只允許周向旋轉(zhuǎn)，徑向和軸向固定。為了實現(xiàn)該約束，需要用到固體力學(xué)中的“指定位移"。
COMSOL中數(shù)學(xué)模塊PDE常用的有三種類型：系數(shù)形式，一般形式和弱形式，其使用難度依次遞增。由于COMSOL在求解物理問題時將方程轉(zhuǎn)化為PDE弱形式進(jìn)行求解，因此弱形式（Weak form）是COMSOL中最本質(zhì)的形式。用戶可以通過COMSOL的弱形式來求解更多更復(fù)雜的問題。
COMSOL數(shù)學(xué)模塊PDE常用分為三種類型：系數(shù)形式，一般形式，弱形式。如果能很好的使用PDE模塊，能有效提升用戶對于有限元理論的理解，提升CAE工作能力。
基于COMSOL軟件的流體模塊和粒子追蹤模塊仿真了溶液內(nèi)懸浮顆粒的運動過程，仿真結(jié)果如圖所示：感興趣的朋友，歡迎交流模型
粒徑為3mm的顆粒
研究內(nèi)容：
傳統(tǒng)的聲學(xué)吸收器被用于具有與工作波長相當(dāng)?shù)暮穸鹊慕Y(jié)構(gòu)，這在低頻范圍的實際應(yīng)用中造成了主要障礙。我們提出了一種基于超表面的完美吸收體，能夠在極低頻區(qū)域?qū)崿F(xiàn)聲波的完全吸收。具有深亞波長厚度至特征尺寸k＝223的超表面由多孔板和螺旋共面氣室組成。基于完全耦合的聲學(xué)熱力學(xué)方程和理論阻抗分析的模擬被用于揭示基礎(chǔ)物理和聲學(xué)性能，顯示出極好的一致性。
研究背景：
由于傳統(tǒng)材料的能量耗散較弱，低頻吸聲一直是研究人員面臨的一個具有挑戰(zhàn)性的課題。近年來，聲學(xué)超材料發(fā)展迅速，具有前所未有的優(yōu)異低頻性能。已經(jīng)設(shè)計了一系列亞波長厚度的超材料，以實現(xiàn)對低頻聲音的100%吸收。例如，由彈性膜和剛性盤組成的膜型超材料可以吸收某些頻率下幾乎所有的入射聲能，其厚度甚至比峰值吸收波長小兩個數(shù)量級。然而，由于薄膜柔軟，它很容易受到機械損傷。卷曲空間超材料是另一種重要的聲學(xué)超材料
盡管如此，但其實 COMSOL 的傳熱模塊和 CFD 模塊也可以模擬更復(fù)雜的情況，接下來讓我們看看。
使用對流換熱關(guān)聯(lián)式
對流換熱關(guān)聯(lián)式 是為常見的幾何結(jié)構(gòu)建立的一個經(jīng)驗關(guān)系。當(dāng)使用傳熱模塊或CFD模塊時，這些相關(guān)性由熱通量邊界條件提供，如下圖所示。
使用外部自然對流關(guān)聯(lián)式的垂直壁熱通量邊界條件。
2、導(dǎo)出simulink模型后，必須在“COMSOL with MATLAB”啟動的matlab中才能找到“comsol”模塊，然后將模塊拖到新建的simulink窗口中，雙擊，在參數(shù)欄輸入導(dǎo)出時的名稱就可以出現(xiàn)輸入輸出口。
因此PDE弱形式作為COMSOL軟件的特有功能，是COMSOL最本質(zhì)模塊。PDE弱形式對于理解有限元理論，提升仿真能力作用匪淺。
COMSOL數(shù)學(xué)模塊PDE主要分為三種類型：系數(shù)形式（Coefficient form），一般形式（General form），弱形式（Weak form）。
