COMSOL設(shè)置熱源的案例
移動(dòng)的激光熱源加熱及熱形變仿真（COMSOL) ￥25
本貼以激光加熱為例，模擬高斯分布熱源勻速經(jīng)過(guò)兩塊金屬體接縫處的場(chǎng)景。本例還適用于激光加熱，粒子轟擊加熱等以移動(dòng)的高斯熱源加熱的場(chǎng)景。</strong></p><p> 本例使用激光功率500W，熱源移動(dòng)速度10mm/s，焊接使用兩塊不銹鋼板。</p><p> 仿真主要流程就是：</p><p>1：定義激光熱源；</p><p>2：定義激光熱源行走路徑；</p><p>3：導(dǎo)入幾何</p><p>4：添加材料；</p><p>5：物理場(chǎng)設(shè)置，包含固體傳熱和固體力學(xué)；</p><p>6：網(wǎng)格劃分；</p><p>7：研究設(shè)置</p><p>8：后處理。結(jié)果可看熔深大小，焊接熱變形，激光行走過(guò)程等溫面分布等。</p><p>相關(guān)結(jié)果如下圖：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202404/attachment/d54c29f7a4594311aa172be6a7a61367.gif" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/d54c29f7a4594311aa172be6a7a61367.gif" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/d54c29f7a4594311aa172be6a7a61367.gif?
展開(kāi) COMSOL移動(dòng)高斯熱源
1、模型介紹
高斯移動(dòng)熱源常常用于描述焊接過(guò)程中的熱源分布。
ANSYS workbench 添加高斯移動(dòng)熱源需要利用APDL語(yǔ)言編程，COMSOL則可以直接輸入相應(yīng)公式，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較方便一些。
高斯移動(dòng)熱源加熱鋼板（長(zhǎng)×寬×高：0.1m×0.1m×0.05m），鋼板采用COMSOL軟件自帶材料參數(shù)。加熱過(guò)程中其他邊界采用自然對(duì)流散熱邊界條件，分析了加熱過(guò)程中鋼板的溫度分布以及應(yīng)力分布。
模型結(jié)構(gòu)
高斯熱源公式
軟件中直接輸入公式
2、網(wǎng)格繪制
對(duì)移動(dòng)路徑進(jìn)行網(wǎng)格適當(dāng)加密，保證路徑溫度以及應(yīng)力分布的準(zhǔn)確。
網(wǎng)格
3、求解結(jié)果
溫度分布
熱應(yīng)力分布
大家有興趣的可以用workbench試一下！workbench以及ABAQUS可以考慮焊接過(guò)程中生死單元，從而對(duì)焊接進(jìn)行更加精準(zhǔn)的仿真，目前COMSOL應(yīng)該還不能做（最起碼自己還不了解）。
參考鏈接：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_9e19c10b0102wg0d.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_c5ca9b4d0102xca8.html
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ANSYS workbench的免費(fèi)插件，設(shè)置移動(dòng)熱源
ACT_MovingHeat_R170_v4.1.zip
官網(wǎng)也可以免費(fèi)下載，分享給下載不便的同學(xué)們，解壓之后里面doc文件夾里有使用說(shuō)明
Comsol小技巧| 8-在Comsol中如何設(shè)置電流隨時(shí)間變化的分段函數(shù)？
1
在 Comsol中，如何設(shè)置電流隨時(shí)間變化的分段函數(shù)？
可以采用邏輯表達(dá)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(gè)階段下輸入的電流值。
2
在Comsol中如何自定義函數(shù)？
在設(shè)置函數(shù)（functions）時(shí)，要指定自變量和因變量。function name（函數(shù)名）就是因變量名。在函數(shù)列表中設(shè)定離散數(shù)據(jù)時(shí)，x 表示的是自變量數(shù)據(jù)，f(x)是對(duì)應(yīng)的因變量數(shù)據(jù)。其中 x 不指坐標(biāo)分量，而是用戶要設(shè)置的函數(shù)的自變量。例如，如果要設(shè)置 E_rod 是 H 的函數(shù)，就把 function name 設(shè)置為 E_rod，在函數(shù)列表的 x 列中輸入 H 的數(shù)據(jù)，在 f(x)列中輸入 E_rod 的數(shù)據(jù)。
3
Comsol中的變量 s 有何含義？
變量 s 是一個(gè)表示弧長(zhǎng)的參數(shù)化幾何變量，該值是一個(gè)相對(duì)值，即考察的弧長(zhǎng)與總弧長(zhǎng)之間的比值。s 的定義與時(shí)間無(wú)關(guān)，僅僅與空間有關(guān)，即一個(gè)曲線(或直線)從起點(diǎn)開(kāi)始為 0，到終點(diǎn)為 1，s 就表示測(cè)定點(diǎn)距起點(diǎn)的距離與整個(gè)弧長(zhǎng)之間的相對(duì)比值，因此其范圍是[0,1]。詳細(xì)說(shuō)明可參考用戶手冊(cè)中幾何變量這章的參數(shù)化變量部分。
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編輯 | 電子F430
文案 | 小蘇
審核 | 趙佳樂(lè)
展開(kāi) 在 COMSOL Multiphysics 中設(shè)置 GPU 加速計(jì)算
請(qǐng)注意，這將使 Windows 上的 COMSOL Multiphysics 安裝增加 1.3 GB，在 Linux 上的安裝增加 1.8 GB。??
COMSOL Multiphysics 6.3 安裝程序的屏幕截圖，其中包含產(chǎn)品頁(yè)面打開(kāi)，并突出顯示 CUDA DNN 支持復(fù)選框。
第 2 步：選項(xiàng)頁(yè)面
Options （選項(xiàng)） 頁(yè)面的 CUDA 部分包含一個(gè) CUDA Directory 字段，用于 CUDA Toolkit 安裝路徑。在大多數(shù)情況下，在啟動(dòng) COMSOL Multiphysics 安裝程序之前安裝 CUDA 工具包會(huì)設(shè)置環(huán)境變量，讓安裝程序自動(dòng)檢測(cè)此路徑。如果未自動(dòng)檢測(cè)到正確的 CUDA Toolkit 目錄，則可以在安裝程序中設(shè)置路徑，或者在安裝完成后在 Preferences （首選項(xiàng)） 窗口設(shè)置中更改路徑。?
COMSOL Multiphysics 6.3 安裝程序的屏幕截圖，其中包含選項(xiàng)頁(yè)面打開(kāi)，并在 CUDA Directory 字段中顯示默認(rèn) CUDA Toolkit 安裝路徑。
在 COMSOL Multiphysics 中驗(yàn)證 CUDA 工具包的安裝?
安裝并配置 COMSOL Multiphysics 和 CUDA 工具包后，您可以通過(guò)啟動(dòng) COMSOL Multiphysics 并打開(kāi)首選項(xiàng)窗口來(lái)驗(yàn)證您的安裝。通過(guò)轉(zhuǎn)到 File 菜單并選擇 Preferences 來(lái)執(zhí)行此作。從那里，您可以導(dǎo)航到 Computing 部分，然后單擊 GPU Acceleration 頁(yè)面。最后，單擊 Verify CUDA 安裝 按鈕。
展開(kāi) COMSOL 軟件技術(shù)指南：如何設(shè)置優(yōu)質(zhì)的 CFD 網(wǎng)格
COMSOL Multiphysics 采用一種方法，即在對(duì)體進(jìn)行網(wǎng)格剖分后，將邊界層網(wǎng)格推入域中。域中的單元需要為邊界層單元留出空間，邊界層單元可以在面內(nèi)移動(dòng)，也可以沿著邊移動(dòng)，但不能脫離面或遠(yuǎn)離邊。如果不允許單元移動(dòng)，則試圖進(jìn)入該域的單元和邊界層單元都可能被壓扁。
下面的屏幕截圖顯示了在 Ahmed 類車體后面添加的一個(gè)域，它用于控制尾流中的網(wǎng)格大小。該域不會(huì)一直延伸到底部，因此如果不允許移動(dòng)，在風(fēng)洞地板上引入的邊界層網(wǎng)格會(huì)在地板與外加域的底部之間被壓扁。COMSOL? 軟件的特點(diǎn)是網(wǎng)格控制實(shí)體，如汽車后面的網(wǎng)格控制域所示。
當(dāng)網(wǎng)格控制域完全嵌入到網(wǎng)格中時(shí)，它會(huì)消失，并在需要移動(dòng)時(shí)（例如創(chuàng)建邊界層網(wǎng)格時(shí)）釋放之前限制在其邊界內(nèi)的單元。在這種情況下，網(wǎng)格控制實(shí)體下方地板上的邊界層網(wǎng)格能夠移動(dòng)網(wǎng)格控制面上及其上方的單元，以避免擠壓?jiǎn)卧?Ahmed 類車體模型，在簡(jiǎn)化的汽車結(jié)構(gòu)后面有一個(gè)網(wǎng)格控制域。
當(dāng)實(shí)體被移除時(shí)，網(wǎng)格控制實(shí)體可以局部平滑網(wǎng)格，因此與將實(shí)體留在模型中（即使沒(méi)有邊界層網(wǎng)格）相比，它們通常在局部產(chǎn)生質(zhì)量更好的網(wǎng)格。
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展開(kāi) comsol脈沖激光設(shè)置：教程+模型 ￥15
現(xiàn)在越來(lái)越多的同學(xué)在用COMSOL做激光加工的模擬仿真，比如：激光打孔，激光切割，激光清洗，激光熔覆等等。連續(xù)激光很多同學(xué)都會(huì)設(shè)置，但是很多的模型都需要脈沖激光來(lái)加工材料，在設(shè)置脈沖激光的時(shí)候很多同學(xué)犯了難，不知如何下手。
這里我用的是一個(gè)脈沖12ms，重復(fù)頻率50Hz的脈沖激光。
主要思路就是：
1.激光參數(shù)設(shè)置，2.設(shè)置方波函數(shù)，3.設(shè)置解析函數(shù)，4.設(shè)置脈沖激光熱源，5.建立幾何，6模型邊界條件，7.網(wǎng)格劃分和研究步驟設(shè)置 8.計(jì)算結(jié)果
最重要的就是周期脈沖函數(shù)設(shè)置，一般思路就是先利用comsol里面的矩形波函數(shù)，設(shè)置出單個(gè)脈沖周期；接著在解析函數(shù)里面調(diào)用矩形波函數(shù)，進(jìn)行周期性拓展。然后利用 脈沖激光=激光高斯熱源×脈沖周期函數(shù)。
以下就是計(jì)算出來(lái)的結(jié)果：
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</div><p> </p><p>本模型用comsol的內(nèi)置函數(shù)，來(lái)搭建這樣的函數(shù)，有點(diǎn)樂(lè)高積木的意思 。</p><p>1、構(gòu)建一個(gè)方波函數(shù)</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/ccbb478baf114e8ab8d8ab0d7d1a2345.png">2、利用方波函數(shù)，配合四舍五入的round函數(shù)構(gòu)建一個(gè)每5一個(gè)臺(tái)階的增長(zhǎng)函數(shù)。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/3759292af2294499ada872f7a3d933d6.png"></p><p>3、之后將上述的增長(zhǎng)函數(shù) 以15一個(gè)周期截?cái)啵⒅芷谘h(huán)。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/425cc405e2b8400db36395a050918757.png"></p><p>4、在這個(gè)周期函數(shù)中，額外加一項(xiàng)每15一個(gè)周期，逐步逐步上臺(tái)階，是周期函數(shù)的重心逐漸上移。</p><p>這個(gè)增長(zhǎng)臺(tái)階的函數(shù)一樣是采用第二點(diǎn) 的函數(shù)做一些變形，將幅值和周期修改為需要的即可。
展開(kāi) comsol中壓電陶瓷仿真學(xué)習(xí)-邊界設(shè)置篇
然后添加接地和終端，終端設(shè)置電壓，邊界面選擇交錯(cuò)即可，如下所示，但實(shí)際情況是會(huì)在中間加五個(gè)很薄的銅片接電，如果這樣導(dǎo)入進(jìn)來(lái)，我計(jì)算了一個(gè)case發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有起到壓電效應(yīng)，因此需要將銅片去除，并在外部將四個(gè)壓電陶瓷合為一體，在comsol軟件中進(jìn)行分割域，這樣就形成共享面了，會(huì)解決該問(wèn)題。
固體力學(xué)（solid）和靜電(es)設(shè)置完成壓電仿真分析也就可以開(kāi)始了，以上是我學(xué)習(xí)的一些小小總結(jié)和心得，如果哪里有不對(duì)的地方可以幫我指出來(lái)，謝謝了。(更多學(xué)習(xí)資料關(guān)注公眾號(hào)：CAE備忘錄)
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當(dāng)實(shí)體被移除時(shí)，網(wǎng)格控制實(shí)體可以局部平滑網(wǎng)格，因此與將實(shí)體留在模型中（即使沒(méi)有邊界層網(wǎng)格）相比，它們通常在局部產(chǎn)生質(zhì)量更好的網(wǎng)格。
來(lái)源：COMSOL
COMSOL中設(shè)置靜水壓力為初始地層壓力 ￥30
提供COMSOL地下水流動(dòng)模塊設(shè)置靜水壓力為初始地層壓力的算例，具體案例在帖子后面。
