COMSOL計算暫停的案例
什么是光學計算？如何在 COMSOL 中分析光學計算器件
光學計算是替代當前電子計算機的另一種可能形式。在這篇文章中，我們將探討光學計算的概念，并解釋了光學矩陣乘法網絡是如何工作的。我們還討論了如何使用 COMSOL Multiphysics? 軟件及其附加產品——波動光學模塊對光學計算設備進行建模。結合這些產品的使用，展示了在模擬大型光學系統時應用波束包絡法的優勢。
光學計算簡介
摩爾定律
在過去的幾十年里，計算機的能力一直呈指數級增長。這種增長遵循摩爾定律，即集成電路中的晶體管數量每兩年翻一番，而計算機的成本將降低。這使得我們今天享有的大部分現代技術成為可能。例如，主流計算機芯片完全基于晶體管等電子元件，每塊芯片的晶體管數量幾乎每兩年就會翻一番。為了跟上這種增長，并在可控的功率效率下提高計算機芯片的性能，芯片上的電子元件(包括晶體管)的小型化既關鍵又不可避免。盡管工程師們在這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，但重要的是要認識到，最終基本的限制將阻礙這類設備的發展。例如，當一個電子元件的尺寸接近原子水平時，量子效應將導致其功能不穩定。科學和工程界長期以來一直在考慮電子計算機的替代形式。最近引起廣泛關注的一種替代是光學計算——指用光(光子)而不是電流(電子)進行計算。
雖然光學計算是一項新興技術，但光學在信息技術中的應用已經有相當長的一段時間了，特別是利用光進行信息傳輸。損耗極低的光纖可以以光速長距離傳輸信息。光纖網絡設備常用于數據中心甚至普通家庭。然而，在商業化方面，利用光進行計算仍處于起步階段。
光學中的數學計算
眾所周知，某些光學過程對應于數學計算。例如，考慮光的衍射。當光通過衍射介質時，本質上是在進行傅里葉變換積分。然而，光學系統是否可以像我們今天擁有的計算機一樣進行通用數學計算，可能還不是很清楚。目前，光學計算有許多不同的形式。
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。現在，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 
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
采用comsol計算雷達追蹤船只
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p>幫忙多關注我，后續會有更為詳細的教程更新！！</p><p><br></p><p>采用comsol的電磁波模塊，模擬了船只通過橋墩過程中，電磁波分布云圖。</p><p><br></p><p>分別計算固定雷達追蹤和移動雷達追蹤兩種情況，并計算了遠場域分布。</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201909/cc7326c194cf4eee8d0ad76d5a0d0fe5.gif"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201909/22253e6ddfe641e9a6960aea90458b80.gif"></p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201909/2fc77b71eeb04a0e9498cb3dd350cad0.png" title="QQ圖片20190927222718.png" alt="QQ圖片20190927222718.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201909/2fc77b71eeb04a0e9498cb3dd350cad0.png?
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。
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計算器.rar
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我的qq： 209870384有興趣的可以加我，交流模型。
點擊鏈接https://www.yqgqt.org.cn/z/551473查看我的主頁，有詳細介紹
comsol提供了全局參數的設置，在全局參數中基本可以完成不依賴實體的部分計算，0維計算。
其中類似量綱轉化，幾何求解，波長估算，復數計算等等功能
1、量綱計算，abaqus、ansys等仿真軟件的使用者經常需要進行量綱轉換，多物理場中涉及大量參數，死記硬背也是頭大。
此時借助comsol的參數欄可以快速準確的進行換算，完成基本的量綱運算。如下截圖展示。
比如熱電效應中的塞貝克系數，通過查詢 Seebeck1 量綱[kg*m^2/(A*s^3*K)] ， 輸入comsol參數表達式欄之后，在值一欄可以直接跳出 1 V/K， 與塞貝克系數是一致的，驗證了這個量綱的正確性。
之后，我們對量綱中的長度相關量進行轉換，轉換為毫米單位制下的塞貝克系數
Seebeck2= 1[kg*m^2/(A*s^3*K)] / 1[ton*mm^2/(A*s^3*K)] = 1000
使用原有量綱除以替換后的量綱，可以實時的展示出來 原有系數值轉換單位制后的值。
2、復數計算，如某道題
在comsol的參數欄中可以簡單求解
展開 Comsol開關柜溫度-濕度-流場耦合計算
物理模型
據實體 CAD 設計圖紙，選擇直接在Comsol自帶的建模軟件繪制開關柜三維模型，開關柜內部結構模型如圖 2所示。
模型中各部分結構材料均可在材料庫中直接添加使用。仿真計算還需設置材料密度、恒壓熱容、導熱系數和動力粘度等參數，為了計算結果的準確性，以上參數均從相關資料以現有實驗數據中獲得，如圖3所示。
圖2. 計算模型
圖3. 材料參數設置
3. 物理場邊界條件
溫度場和流體場仿真需要設置相應的邊界條件，其中溫度場需要設置濕空氣、流入邊界溫度、流出邊界、熱源、熱通量以及輻射散熱邊界，流場設置入口和出口邊界，溫度場和流場之間的耦合關系為非等溫流。詳細物理場邊界條件及場路耦合模型設置如圖4所示。
圖4. 物理場邊界條件
網格剖分質量是影響計算過程收斂性和計算結果準確性的關鍵因素，網格剖分質量越高，計算結果的準確性也越高，但過于精細的剖分單元對計算機的要求越苛刻，因此，在仿真計算中對流體邊界進行網格加密，其他部分在保持計算結果準確性的前提下，選擇適當的剖分精度。網格剖分分布如圖5所示。
圖5. 計算模型網格和質量分布圖
4. 結果展示
模型采用穩態分離式求解器進行求解，通過計算得到開關柜溫度、濕度、速度和壓力等結果分布如下所示。
圖6. 溫度分布
圖7. 濕度分布
圖8. 速度場分布
圖9. 流線分布
圖10. 壓力分布
編輯：熱流Es
文案：RICHER
審核：趙佳樂
有需要Comsol開關柜溫度-濕度-流場耦合計算模型的本碩博同學可與我們工作室聯系。
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展開 
基于comsol計算光柵結構中的古斯漢森位移
復現工具采用的是Comsol，數據處理采用matlab。
圖一
文章給出的結構如圖一所示，由四部分全介質光柵組成，。上面的光柵結構和下面的襯底采用的是SiO2，中間的波導層是HfO2，我們也建立相同的物理模型。這里采用二維建模，邊界條件選擇周期性端口。激勵我們選擇TE模式。
首先我們計算反射譜，可以觀察到一個高Q的準BIC共振峰。
其次，我們計算固定波長下的反射角譜和反射相位。反射相位會出現劇烈變化，這是實現光束偏移的關鍵。
最后，提取出反射相位利用Matlab進行求導處理得到光束偏移量。
有需要模型的小伙伴歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 Comsol金屬氧化物避雷器（MOA）電-熱耦合計算
溫度場分布
編輯：電子F430
文案：RICHER
審核：趙佳樂
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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
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