COMSOL計算體積的案例
如何計算船舶排水體積
一，表征船體形狀的線型
船體是一個三維空間曲面，浸水體積(排開水的體積)沒有直接的計算公式，通常而言，船體的外輪廓可以由線型來表示，如下圖的船殼曲線：
這是一個立體的船體線型，是很漂亮吧，O(∩_∩)O~ 同事親手做得咧！
Created By Ship Design Software Package: SLine.exe
線型由船舶設計軟件包：SLine.exe程序生成
二，船體水線面以下的體積就是排水體積
(⊙o⊙)…，你以為每個人都像你一樣小白，定義不是很直觀嗎，還要你解釋……下面的動態圖，顯示了水面切分船體的示意過程，粉紅色的部分就是船體的排水體積。需要說明的是：船是沒有進水的，這個排水體積，就是假想如果沒有船時，水可以自由活動的空間。((⊙o⊙)…，現在這個空間被船無情地霸占了……)
三，排水體積的計算采用橫剖面沿縱向積分
由于船體外輪廓是復雜的三維曲面，計算三維曲面包圍的體積，一般會采用橫向的剖面沿縱向積分的辦法進行。當橫剖面足夠多，采用的積分公式合理，體積的計算也會比較準確。
下圖是中間過程計算的某一個橫剖面面積。
展開 使用Sesam HydroD計算排水體積的方法
轉載請注明出處：使用Sesam HydroD計算排水體積的方法(https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1815308)
Sesam軟件包中的HydroD模塊提供了一個Buoyancy Calculator工具，可用于計算浮體的排水體積。
下面以一個簡單的計算如下圖所示的尺寸為100m*50m*8m的“盒子”在5m吃水下的排水體積的問題為例，展示如何使用Buoyancy Calculator計算排水體積。
容易算得該“盒子”吃水5m時的排水體積為10000 m^3。
使用Buoyancy Calculator計算排水體積的步驟如下：
展開HydroD界面左側模型樹中的HydroModeling；
右擊HydroModels，在彈出的右鍵菜單中選擇New hydro model；
彈出【Define Hydro Model】對話框，所有參數保持不變，點擊OK按鈕；
依次展開HydroModels\HydroModel1；
右擊HydroStructure，在彈出的右鍵菜單中選擇New panel model；
彈出【Define Panel Model】對話框，選擇事先準備好的面元模型文件（T*.FEM），根據需要設置其他參數，點擊OK按鈕；
展開HydroStructure；
右擊PanelModel1，在彈出的右鍵菜單中選擇Buoyancy Calculator；
彈出【Buoyancy Calculator PanelModel1】對話框，輸入水線Z坐標、水的密度，點擊Calculate按鈕，即可得到如下圖所示結果。
需要注意的是，為了得到正確的排水體積，務必保證面元模型（Panel Model）是正確的。
展開 dyna或者autodyn數值模擬爆破體積計算
dyna或者autodyn數值模擬爆破后的槽腔體積計算
請問 射流沖蝕巖石ls dyna 里面能計算破碎體積
請問 射流沖蝕巖石，ls dyna 里面能計算破碎體積嗎
什么是光學計算？如何在 COMSOL 中分析光學計算器件
另外，我們還介紹了使用集成低損耗硅光子進行光學計算的優勢。
未來的手機和電腦會由光學或光子處理器驅動嗎？這有待觀察，沿途還有許多技術難關需要攻克。可以肯定的是，多物理場仿真是復雜光學計算系統設計和優化的重要組成部分。如本文案例所示，COMSOL Multiphysics 中的波束包絡法功能特別適用于模擬時間快速和存儲效率良好的大型光學模型。它還能夠模擬整個光學系統，這在考慮其它物理效應時至關重要，例如不均勻的溫度梯度或機械變形。
本文來自：COMSOL博客
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸 ￥20
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關于結構疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結果評估。原因是材料的應力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時，零部件的表面或內部缺陷發生的概率會增加，從而導致零部件尺寸越大，疲勞壽命越低）
對與規則幾何形狀的零部件，有相應的經典公式提供特征尺寸的計算；例如圓形細長桿的特征尺寸是直徑；薄板零部件的特征尺寸是板厚等；但是實際工作中的零部件幾何形狀千差萬別，沒有統一的經典公式可以提供特征尺寸的計算；在FKM手冊中給出了一個通用公式，用于估計零部件疲勞危險區域的局部特征尺寸；
FKM關于循環載荷的疲勞評估中，提及可以使用循環載荷下的有限元應力結果進行疲勞損傷估計。此時，除了需要由應力結果估計危險疲勞區域，提取危險點的應力結果外，還需要給出危險疲勞區域的特征尺寸。在Ansys Workbench中，用戶可以方便的查看應力結果云圖，從而大體評估出危險疲勞區域。并且用戶可以通過選取高應力區域的單元體，再通過特征尺寸一般計算公式，來估計高應力區域的特征尺寸，進行進行合理的FKM疲勞評估。
但是，Ansys Workbench中，當用戶選中了某個/某些體單元后，在選擇信息欄中并不能直接給出單元體積和表面的有效信息輸出。并且通過查詢資料，即使在APDL經典界面中對與體單元也是僅僅只能輸出體積（沒有體單元表面的輸出）；并且對與FKM特征尺寸的一般計算公式中，關于表面積A，也并不是指每個體單元所有面的表面積的總和。
展開 comsol計算電磁閥動態響應 ￥150
案例計算了二維圓周軸對稱電磁閥瞬態響應及溫度場變化，使用動網格，磁場，ge模塊實現，其中對于不規則極靴和銜鐵接觸區域的動網格處理是模型的亮點。實現的模型類似于Maxwell中電磁閥動態響應分析。
電磁力和位移變化
線圈電壓與電流關系
在 COMSOL 中計算電感
為了求解由非磁性材料組成的電氣系統的穩態與頻域電感矩陣和交流電阻，COMSOL Multiphysics? 軟件 6.0 版本對 AC/DC 模塊的磁場，僅電流接口的功能進行了擴展。這對于分析印刷電路板和電源總線系統非常有用，因為可以計算總電感和部分電感。然而，我們需要理解部分電感的概念才能正確解釋和使用這個功能。接下來，讓我們來了解更多詳細內容！
定義和計算總電感和部分電感
為了理解總電感和部分電感，我們假設一個正方形線圈模型，如下圖所示。當電流沿著這個閉合回路流動時，周圍空間會產生磁場。我們可以通過求解總電感 和流過線圈的電流 I，由公式 定義和計算總電感 （通常簡稱為“電感”）。這個直徑 1mm 電線的方形環路，邊長為 2cm，總電感為 50.6nH。
位于球形自由空間域內的通過無限元域 截斷的正方形空芯線圈，可以由理論公式計算出總電感。
該模型使用了由 無限元域 截斷的球形域，整體建模方法與 COMSOL 案例庫中的亥姆霍茲線圈案例非常相似，其中同時使用了 磁場，僅電流 接口和磁場 接口進行計算，并證明了這些公式給出的結果相同。
盡管 磁場、僅電流 和 磁場 接口都可以使用，但這兩個公式之間存在許多差異?，F在，我們只關注使用 注磁場，僅電流接口需要滿足的三個要求：
不存在導磁材料，例如電感器磁芯。
所有導體采用實體建模。
不僅可以計算總電感，還可以計算部分電感。
很顯然，本示例中的圓線環形線圈模型滿足前兩個要求，因此我們現在只需要關注第三點：部分電感的計算。
雖然總電感的概念需要一個完整的電流環路才能定義，但部分電感的思想是將整個環路細分為多個部分，每個部分都貢獻了各自部分的自感和互感。這些貢獻疊加后產生整個環路的總電感。
展開 comsol計算時出現： 在點和邊上計算時，平均算子需要更高維度的已劃分網格的相鄰實體。
采用了非等溫管道流、多孔介質傳熱、固體力學模塊，采用形成裝配體接觸對，計算瞬態的時候會這樣報錯。請問有了解這個是什么原因的嗎
在 COMSOL Multiphysics 中設置 GPU 加速計算
COMSOL Multiphysics 支持加速計算。本指南提供了安裝和配置使用此功能所需的軟件的快速設置說明。?
在 COMSOL Multiphysics 中，GPU 加速可以顯著提高使用間斷伽遼金 （dG） 方法的瞬態仿真的性能，例如使用壓力聲學，時域顯式 接口的仿真，以及用于訓練深度神經網絡 （DNN） 代理模型的性能。此功能適用于 Windows 和 Linux作系統，需要兼容的 NVIDIA 顯卡，并安裝 CUDA 工具包。?????
注： 此功能適用于 COMSOL Multiphysics 6.3 版本。?
兼容性和要求
的作系統和硬件要求CUDA 工具包?組件包括以下內容：
一個 NVIDIA 顯卡，計算能力為 6.0–9.0?
請注意，COMSOL Multiphysics 系統要求中列出的所有 NVIDIA 顯卡都滿足此要求。?對于其他顯卡，請檢查 NVIDIA 維護的列表中的 Compute Capability。
支持的作系統 （OS），包括 Windows 或 Linux??CUDA 工具包 12.4?
CUDA 工具包的設置過程?
安裝 CUDA 工具包，然后在 COMSOL Multiphysics 安裝中啟用 GPU 加速計算的過程包括以下步驟：?
安裝 NVIDIA CUDA 工具包??安裝支持 GPU 計算的 COMSOL Multiphysics?在 COMSOL Multiphysics 中驗證 CUDA 工具包的安裝?
下面將更詳細地概述每個步驟。
展開 COMSOL計算平均曲率
笛卡爾坐標下平均曲率表達式可以簡寫成：
參考： Stanley Osher, Ronald Fedkiw,Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces,2002,P12
網格的單位法向量 N = (n1,n2,n3)，在COMSOL中分別為 (nx,ny,nz)
因此理論上COMSOL計算曲率方程為 kappa = nxx+nyy+nzz。
但是由于軟件沒有對
nx ny nz進行進一步差分，所以需要引入輔助變量來計算 nxx nyy nzz。
以2D為例：
使用 Weak Form Boundary PDE模塊 選擇需要計算的曲線，定義變量 norm1, norm2.
方程中填入：
定義邊界輔助變量 kappa = norm1Tx+norm2Ty
比如計算一個擴張的圓的曲率，理論曲率 為 1/R：
其曲率變化，使用了自適應網格，數值略有跳躍，但吻合度還是不錯的：
文章源自：天樂樹的博客
展開 
COMSOL多孔顆粒夾雜結構電流計算
在鋰離子電池研究中，利用COMSOL進行多孔顆粒夾雜電流計算模擬多孔顆粒中的電流分布情況，可以深入了解材料內部的電傳輸機制。這對于設計高性能電池、超級電容器等能量存儲設備至關重要。本案例中建立球形多孔結構（或顆粒夾雜）模型，并通過COMSOL研究在包含非導電顆粒夾雜的電解質中電流分布情況。
多孔/顆粒夾雜結構采用CAD球體密堆積3D插件 V2.0生成，插件建立的球體顆粒堆積模型可更好的模擬實際工程中絕緣顆粒在重力作用下在電解質中的分布情況，使得仿真結果更為準確。
在AutoCAD內將模型導出為sat格式后即可導入到COMSOL軟件內。模型向導中選擇三維鋰離子電池模塊瞬態研究。
對模型設置材料并劃分網格，并對模型左右兩側設置電位差。
進行研究計算并查看在絕緣顆粒夾雜電解質溶液中的電流模擬結果。
展開 基于COMSOL計算微納結構中的多級散射
最后計算得到透射譜線和多級散射能量分布。
圖6：多級散射能量積分計算
圖7：透射譜以及多級散射
具體仿真模型和指導歡迎咨詢。
公眾號：320科技工作室
COMSOL+MATLAB實現實時材料損傷計算
參考文獻：蓋迪.低滲透煤層氣壓裂損傷模型及數值模擬[D].東北大學，博士學位論文。朱萬成教授團隊。
幾百塊預算就不要來浪費大家時間了。
基于COMSOL計算扭曲光子晶體中偏振可調的BIC
利用COMSOL來復現一篇國產小子刊，題為“Arbitrarily polarized bound states in the continuum with twisted photonic crystal slabs”。本文采用扭曲光子晶體結構實現了BIC附近線偏振往圓偏振的轉化，BIC附近的偏振態具有相同的橢偏率。橢偏率由扭轉角度直接決定。如下圖所示：
圖1：扭轉光子晶體
采用本征求解器，首先采用挖孔結構完成建模，材料采用介質硅，設置一定的空氣層高度并上下添加完美匹配層。前后左右的邊界條件采用周期性邊界條件，kx和ky代表x和y方向的波矢，如下圖所示。
圖2：建模
圖3：周期性邊界條件設置
掃描波矢kx，將ky設為0，我們計算得到方向的能帶，如下圖所示。此處縱坐標為波長，橫坐標為波矢kx。插圖為原文三維能帶，結果一致。品質因子在點處趨于無窮大，證明了BIC的存在。
圖4：能帶計算
圖5：品質因子計算
我們給予一定的扭轉角度，設為45°，同時掃描波矢kx和ky。在上表面添加積分算子來計算斯托克斯參數，具體計算公式參考[ Physical Review Letters, 124(15), 153904.]的補充材料。最后繪制動量空間中的極化分布，此時BIC全部為圓偏振。
圖6：橢偏率計算
圖7：圓偏振分布
具體仿真模型和指導歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
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