COMSOL時間求解
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
COMSOL時間求解的視頻教程
maxwell comsol靜電場求解器控制方程及電壓激勵與點和激勵的區別
1. 靜電場控制方程詳解 2. 導體與電介質材料模擬的方法 3. 自由電荷與束縛電荷的分布 4. 靜電感應、極化電荷分布仿真 5. 電壓激勵與電荷激勵的區別 6. 懸浮電位、終端邊界條件 7. 電荷守恒在仿真中的體現
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COMSOL時間求解的實例教程
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在 Comsol中，如何設置電流隨時間變化的分段函數？
可以采用邏輯表達式的方法，將電流寫成類似 I=I1*(t>=0 & t<=600)+I2*(t>600 & t<1200)+I3*(t>=1200 & t<=1800)的形式，I1、I2 和 I3分別表示 3 個階段下輸入的電流值。
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在Comsol中如何自定義函數？
在設置函數（functions）時，要指定自變量和因變量。function name（函數名）就是因變量名。在函數列表中設定離散數據時，x 表示的是自變量數據，f(x)是對應的因變量數據。其中 x 不指坐標分量，而是用戶要設置的函數的自變量。例如，如果要設置 E_rod 是 H 的函數，就把 function name 設置為 E_rod，在函數列表的 x 列中輸入 H 的數據，在 f(x)列中輸入 E_rod 的數據。
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Comsol中的變量 s 有何含義？
變量 s 是一個表示弧長的參數化幾何變量，該值是一個相對值，即考察的弧長與總弧長之間的比值。s 的定義與時間無關，僅僅與空間有關，即一個曲線(或直線)從起點開始為 0，到終點為 1，s 就表示測定點距起點的距離與整個弧長之間的相對比值，因此其范圍是[0,1]。詳細說明可參考用戶手冊中幾何變量這章的參數化變量部分。
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編輯 | 電子F430
文案 | 小蘇
審核 | 趙佳樂
展開 當需要對偏微分方程進行數值求解時，積分也將發揮非常重要的作用。本文介紹了 COMSOL 軟件中可用的積分方法以及如何使用。
積分的重要性
COMSOL 使用了有限元方法，它將控制 PDE 轉化為積分方程，換言之，就是弱形式。如果仔細觀察一下 COMSOL 軟件，您可能會發現許多邊界條件都是由積分公式表示，例如總熱通量或懸浮電位。積分在后處理中也非常重要，因為 COMSOL 提供了許多基于積分的派生值，比如電能、流速或總熱通量。當然，用戶還可以根據自己的方法來使用積分，本文我們將具體介紹如何實現。
利用派生值求積分
積分的一般形式如下：
其中， 是時間間隔、 是一個空間域，而 則是因變量 的任意一個表達式。表達式可以包括相對空間與時間的派生值，或任何其他派生值。
通過功能區（在非 Windows? 操作系統中則為‘模型開發器’）‘結果’部分的“派生值”，可以最便捷地訪問積分選項。
如何將體、面或線積分增加作為派生值。
您可以通過選定對應的數據集來引用任何可用的解。表達式框為被積函數，并支持因變量或派生變量。在瞬態仿真中，會計算每一個時間步長的空間積分。或者，設定窗口提供了‘數據系列操作’，可在此為時域選擇積分選項。這將得到空間和時間的積分。
面積分設定示例，并通過‘數據系列操作’增加了額外的時間積分。
平均是另一個與積分相關的派生值。它等于積分結果除以所考察域的體積、面積或長度。平均中的‘數據系列操作’還可以將結果除以時間范圍。派生值非常有用，但由于它們僅能用于后處理，所以無法處理所有的積分類型；因此 COMSOL還提供了更加強大和靈活的積分工具。我們將通過下方的模型示例演示這些方法。
傳熱示例模型中的空間和時間積分
我們將介紹一個簡單的傳熱模型，即 (x, y) 二維平面內的單位正方形鋁。
展開 如果你要模擬隨時間任意變化的電信號，通常可以使用 COMSOL Multiphysics? 軟件中計算效率極高的電流接口，通過一個瞬態研究來計算系統的響應。雖然軟件中有多種不同的激勵選項，但我們通常會考慮外加電流信號或沿傳輸線傳播的電壓信號。讓我們來深入了解一下其中的原因。
本文，我們來探討一個之前的文章模擬射頻加熱的 5 種方法中使用過的示例：對插入充滿有損電介質材料樣品的金屬空腔中的同軸電纜進行頻域激勵。我們將使用相同的系統，在同軸電纜上施加各種類型的瞬態信號，并對使用電流物理場接口和電磁波，瞬態物理場接口計算的結果進行比較，主要是比較在計算材料內部的總損耗。比較這兩個接口的原因是，電磁波，瞬態接口求解的是麥克斯韋方程組的完整矢量形式，而電流接口求解的是麥克斯韋方程組的簡化近似值，即忽略磁場，僅求解標量電勢。為降低這些示例的計算成本，該模型將被簡化為二維軸對稱模擬平面，如下圖所示。
二維軸對稱模擬平面示意圖。
電流激勵
如下圖所示，我們首先通過指定一個隨時間變化的電流來激勵系統。信號最初為零，然后階躍上升到最大值并保持不變。我們可以對該階躍函數進行平滑處理，這將在后文中討論。系統開始時處于未激勵狀態，即最初各處的場均為零。鑒于這種初始條件和輸入信號，瞬態系統響應應該在足夠長的時間后接近一個非零穩態解，相當于系統的直流激勵。
施加信號通過一個階躍函數進行調制，該函數與模型維度不相關，函數值在 1 的時候從 0 躍升至 1。注意包含平滑的選項，目前處于禁用狀態。
我們首先使用電磁波，瞬態接口建立模型，因為該接口可以表征所有的電阻、電容和電感現象。該接口與之前使用的電磁波，頻域接口不同，它不包含阻抗邊界條件，因為該邊界條件只對頻域有意義。
展開 ANSYS各種時間步求解方法比較
ANSYS各種時間步求解方法比較.pdf
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磨粒耦合仿真中的求解時間過長問題 ￥5.2
在雙顆磨粒及多顆磨粒耦合劃擦仿真中，隨著磨粒數的增多及對磨粒約束的增加，模型求解時間迅速增加，在設置不出錯的情況下，有時候甚至長達幾百個小時，這是我們不能接受的。建立的模型如圖1所示。我們來分析原因。
圖1 雙顆磨粒耦合模型
首先求解時間過長的原因與磨粒的復雜運動有關，本文中磨粒在Z向做拋物線運動，先向下在向上在sph粒子表面劃過深淺不一的溝槽，其次磨粒在Y方向做勻速直線。這樣的復合運動使得計算量大大增加。
其次磨粒與sph粒子的接觸采用自動點面接觸，多對接觸對使得接觸算法不斷循環，從而計算時間急劇增加，，隨著后面磨粒數增多到三顆、四顆、五顆...其計算時間必然更長，所以改進接觸算法是主要原因。
最后求解時間與sph粒子的數量直接相關。本文中SPH粒子設置的是200000，粒子間隔0.01mm，也即是10μm，粒子之間是通過罰函數來互相建立聯系的，故粒子束增多，罰函數求解時間增長。
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在工程仿真領域，一個長期困擾科研人員的悖論是：模型越精確，計算越昂貴；計算越昂貴，交互越遲鈍；交互越遲鈍，設計迭代越緩慢。 當COMSOL Multiphysics將深度神經網絡（DNN）、高斯過程（GP）和多項式混沌展開（PCE）三種代理模型深度集成到平臺中時，這一悖論被徹底打破——完整有限元模型（FEM）的"小時級求解"被壓縮為代理模型的"毫秒級響應"，而精度損失被控制在工程可接受范圍內。
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在設置函數（functions）時，要指定自變量和因變量
如果你要模擬隨時間任意變化的電信號，通常可以使用 COMSOL Multiphysics? 軟件中計算效率極高的電流接口，通過一個瞬態研究來計算系統的響應。雖然軟件中有多種不同的激勵選項，但我們通常會考慮外加電流信號或沿傳輸線傳播的電壓信號。讓我們來深入了解一下其中的原因。
本文，我們來探討一個之前的文章模擬射頻加熱的 5 種方法中使用過的示例：對插入充滿有損電介質材料樣品的金屬空腔中的同軸電纜進行頻域激勵
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
當前向時間步的輸出表達式依賴于自身時，隱式有限差分法用于求解問題。
隱式有限差分方程中會有不止一個未知數。
隱式有限差分法一般用于求解對時間步長沒有限制的問題。
采用數值方法求解偏微分方程
為了求解偏微分方程，通常采用數值方法。基于偽譜 (PS
設置擱置時間后出現錯誤，無法實現循環
做SPH粒子的仿真，需要求解時間兩三千個小時，有大佬知道是哪里設置出了問題嘛？能否指教一下。
COMSOL壓電懸臂梁仿真，在求解穩態時出現了錯誤是什么情況
<p>對于球形納米顆粒被平面光照射后的散射問題，前人mie已經給出了精確的數值解析解來求解散射效率，消光效率，吸收效率，我簡稱mie散射公式/米氏散射公式。其他形貌（金棒形，金納米星形，正方形等等）不適用mie散射公式。</p><p>在之前第二篇文章的文獻中，作者已經給出米氏散射公式如下<img src="https://img.jishulink.com/upload/202304/9c6cb860894a4aafbf373876c4ba6f18
我們都知道， COMSOL Multiphysics 通過有限元方法求解偏微分方程，因此也可以求解偏導數。
那么，你知道 COMSOL 也可以計算積分嗎？
求解有限元問題需要對函數進行積分，COMSOL 不僅可以計算積分，還可以求解未知積分限的問題！
下面讓我來介紹方法。
對函數進行積分
考慮一個求解二次函數積分的問題：
積分可以獲得陰影區域的面積
簡 介
飛機氣動結構的設計不僅需要抵抗飛行中遇到的靜態載荷，還需要抵抗動態載荷，以避免潛在的氣動耦合所引起的顫振影響。
基于這個原因，飛機設計中的一個重要步驟是對機身上的方向舵副翼和擾流板附件進行結構分析
