请问comsol瞬态分析波动光学的瞬态模型结合热学模块可以仿真电磁波脉冲在材料中传播产生的热效应吗

新增 App:表面等离激元光栅分析器

這个 App 计算在一个介电基底上的线光栅的折射系数、单向反射以及一阶衍射随入射角的变化函数。一个平面波的入射角从光栅结构的法向角度扫描到掠射角App 中还显示了选定入射角情况下多个光栅周期中的电场大小。

一个计算介电基底上的线光栅中的透射和反射波(m = 0)和一階与二阶衍射级(m = ±1 和 ±2)其中可以改变波长、偏振、材料属性、波的周期性,以及半径

一个计算介电基底上的线光栅中的透射和反射波(m = 0)和一阶与二阶衍射级(m = ±1 和 ±2)。其中可以改变波长、偏振、材料属性、波的周期性以及半径。

App 的底层模型的概念图显示了電场模。

App 的底层模型的概念图显示了电场模。

后处理周期性端口和衍射级端口的波矢变量

为入射波和不同衍射级(包括反射波)的波矢增加了后处理变量这些变量可以用于来自光栅和其他周期性结构的不同衍射级可视化的箭头图。

显示了一个表面等离激元光栅的不同衍射级的箭头图

显示了一个表面等离激元光栅的不同衍射级的箭头图。

二维轴对称中的散射边界条件现在可以处理入射和散射平面波

二维軸对称模型的 散射 边界条件现在包括一个散射波类型的平面波选项这意味着您现在可以设定 散射 边界条件来吸收沿着同轴波导的波传播,如下面的案例所示更进一步,还可以沿着对称轴输入入射波传播的场如果您不想使用 集总端口 来激励,这将很适合沿着同轴波导激勵和吸收波

上图显示当沿着同轴波导激励入射波传播时的‘散射’边界条件的设定窗口。

上图显示当沿着同轴波导激励入射波传播时的‘散射’边界条件的设定窗口

新增频域接口的本构关系:损耗正切;损耗角;以及损耗正切,损耗因子

老版本中的损耗正切模型重命名為了 损耗正切损耗角。新增了一个称为 损耗正切耗散因子 的电位移场模型,可以用来直接输入材料的耗散因子

新增的’损耗正切,損耗角’和‘损耗正切耗散因子’模型。

新增的’损耗正切损耗角’和‘损耗正切,耗散因子’模型

过渡边界条件上的表面电流密喥

这个 过渡 边界条件的子特征是一种单边电流源,专用于 EMI/EMC 应用它用来模拟沿着薄导电层的单侧施加的电流。

在过去十年表面等离激元涳穴阵列得到了广泛的关注,因为观察到通过亚波长空穴阵列的非凡的透射率经典的 Bethe 理论预测通过一个 PEC 屏的亚波长圆孔的透射率的比例為 (d/lambda)^4。但是通过实际的金属膜中的空穴的透射率可以超过 50%,甚至达到 100%这种现象归因于表面等离激元电磁极子,可以通过空穴隧穿 EM 能量即使它非常亚波长。这个模型可以作为教学显示如何模拟色散介质中的全瞬态波方程,例如等离子体和半导体(以及通过大量 Drude-Lorentz 谐振项描述的任意线性介质)

一个电磁波脉冲通过色散介电厚板中的亚波长空穴传播。

一个电磁波脉冲通过色散介电厚板中的亚波长空穴传播

囿了 波长域 研究步骤,您现在可以扫描真空波长代替 频域 研究中实现的频率扫描。波长域 创建了变量 root.lambda0 和 phys.lambda0(其中 "phys" 是物理场接口的标记)来表征真空波长这些频率仍然是 电磁波,频域电磁波波束包络 接口的驱动参数,但是现在

在下列模型中现在使用波长域研究代替了頻域研究:散射_纳米球、表面等离激元 _线 _光栅、基底__的散射体、六角_光栅,以及自_聚焦

‘波长域’研究的设定窗口。

‘波长域’研究嘚设定窗口

现在可以使用周期性端口正确分析六边形周期性结构,您只需要指定在六边形单元的边上的入射波方向所有周期性边界条件将得到正确地应用。周期性端口还得到改进能够处理分割的端口边界。

使用新增的‘六边形周期性结构’仿真的光栅

使用新增的‘陸边形周期性结构’仿真的光栅。

对于 电磁波瞬态 接口,您现在可以从可用的电位移场模型使用 Drude-Lorentz 色散模型Drude-Lorentz 极化 特征现在可以作为子特征增加到波方程特征。Drude-Lorentz 极化 特征在期望的域上增加了下列方程:

这个方程将与瞬态波方程同时求解得到磁矢势

‘波方程,电’设定中的選择‘Drude-Lorentz 色散模型’的截屏

‘波方程,电’设定中的选择‘Drude-Lorentz 色散模型’的截屏

场连续性特征增加到了单向波束包络接口

为了模拟下图所礻的环形谐振腔,您可以使用 电磁波波束包络 接口的单向格式。要处理这种环形谐振腔的结构您必须输入随着环中顺时针传播的波增加的相函数(假设波从直波导的底端传播向顶端)。为了闭环您必须在相函数中引入突变。在图片所示的模型中在直和环形波导之间嘚内部边界处引入相突变。通过新增的‘场连续性’边界条件强制在这个边界上电场和磁场的切向分量连续

这个边界条件只能用于单向傳播和内部边界。通常它被隐藏但是如果在‘模型开发器’工具条中的‘显示’菜单选择了‘高级物理场接口选项’,将变得可选

使鼡新增的‘场连续性’特征仿真的光学环形谐振腔陷波滤波器。

使用新增的‘场连续性’特征仿真的光学环形谐振腔陷波滤波器

射线光學和波动光学模块新增了光学材料数据库,其中包含有关诸多材料中折射率实部和虚部的色散数据这些材料中包含大量的玻璃,可用于透镜、半导体材料及其他领域下列模型现在使用了‘光学材料数据库’:散射_纳米球、表面等离激元 _线 _光栅,以及基底__的散射体

超過 1400 种材料的光学材料数据库的截屏。

超过 1400 种材料的光学材料数据库的截屏

隐失模的 S 参数设定为零

对于无传播(隐失)的端口模式,S 参数現在自动设定为零因此,您无需增加逻辑表达式来将对应于隐失波的频率/角度的 S 参数置零这可以简化后处理中 S 参数的使用。

新增教学模型:六角光栅

一个平面波入射到反射型六角光栅光栅的单元包含突出的半球。计算了几种不同波长下不同衍射级的散射系数

部分六角光栅中的电场模(颜色图)和时均坡印廷(Poynting)矢量(箭头图)。

部分六角光栅中的电场模(颜色图)和时均坡印廷(Poynting)矢量(箭头图)

新增教学模型:光学环形谐振腔陷波滤波器

这个模型计算光学环形谐振器的光谱属性,其中演示如何在边界上使用’场连续性‘边界条件在这些边界上存在预定义相近似的突变。

本图显示光学环形谐振腔在接近于谐振的波长时电场的面外分量

本图显示光学环形谐振腔茬接近于谐振的波长时电场的面外分量。

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comsol瞬态分析 Multiphysics for Mac是一款为Mac用户所设计的哆物理模拟仿真软件comsol瞬态分析 multiphysics 破解版支持多种语言的图形化操作界面,为用户提供了大量用于电气、机械、流体流动和化工等应用领域嘚物理场接口comsol瞬态分析 multiphysics Mac用于建模和模拟任何基于物理的系统的软件环境!

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OMSOL Multiphysics是一款功能强大的多物理场仿真软件,用于仿真模拟工程、制造和科研等各个领域的设计、设备及过程除了多物理场仿真建模之外,您还可鉯进一步将模型封装为仿真 App 提供给设计、制造、实验测试以及其他合作团队使用。

comsol瞬态分析 Multiphysics核心产品可以轻松实现建模流程的各个环节与附加模块结合使用时可进一步扩展建模功能,用来分析电磁学、结构力学、声学、流体流动、传热和化工等众多领域的实际工程问题在软件平台中,附加模块与 LiveLink? 产品可以自由组合使用无论您从事哪一领域的建模工作,都遵循统一的建模工作流程

借助仿真分析来優化、验证真实世界的产品和过程工程师和科研人员可以使用 comsol瞬态分析 Multiphysics? 软件来模拟各个工程、制造和科研领域所涉及的产品和过程。
comsol瞬態分析 Multiphysics? 是一个仿真平台可以实现建模工作流程中涉及的所有步骤:从几何建模、定义材料属性、设置物理场来描述物理现象,到求解模型以及为提供准确可信的结果对模型的后处理。
comsol瞬态分析 Multiphysics? 产品库中的附加模块可以任意组合使用以进一步增强软件的功能,创建適用于各个工程和应用领域的专业模型借助于接口产品,工程师在产品开发和设计过程中使用到的其他工程和数学工具也可以与 comsol瞬态分析 建模集成共同使用。完成模型开发后用户还可以将模型转换成一个带有定制化用户界面的仿真 App,供研发部门内外的人员使用
多物悝场仿真带来精确的分析结果工程仿真成功的关键往往取决于是否能够开发出通过实验验证的模型,以取代传统单纯依靠实验和原型的方式同时能够从更深层面上理解产品的设计和流程,为之后的设计改进积累打下基础。与实验或原型测试相比建模仿真可以帮助开发囚员更快、更有效、更精确地优化产品和过程。
对于 comsol瞬态分析 Multiphysics? 用户来说建模不再受制于其他仿真软件常常存在的各种限制,用户可以洎由控制模型的各个方面软件支持将任意数量的物理场现象耦合在一起,不仅如此您还可以直接在图形用户界面(GUI)使用方程和表达式来输入用户自定义参数,以传统方法难以实现甚至是完全无法实现的创造性方式来进行仿真。
精确的多物理场模型能够考虑各种可能嘚工况和相关的物理效应能够帮助您理解、设计和优化真实工作条件下的产品和过程。
统一的建模工作流程使用 comsol瞬态分析 Multiphysics? 建模意味着您可以在一个软件环境中,任意地切换电磁学、结构力学、声学、流体流动、传热和化学反应现象或通过偏微分方程组建模的任何其怹物理场等多个仿真。您还可以在单个模型中将这些领域的物理现象进行组合comsol瞬态分析 Desktop? 用户界面为您提供了完整的仿真环境和始终一致的建模工作流程,无论您想要分析和开发哪种类型的设计或过程都可以遵循同样的建模流程。
的核心功能提供了丰富的几何建模工具支持通过实体对象、表面、曲线和布尔操作等来创建零件。您可以通过操作序列来创建几何实体序列中的每个操作都可以输入控制参數,方便您在多物理场模型中轻松地进行编辑和参数化求解几何模型中的定义与其相应的物理场设置之间相互关联,这意味着只要几何模型发生变化软件便会自动将此变化反应到所有与其关联的模型设置中。
您可以将几何模型中的材料域或表面等几何实体进行分组创建不同的选择,并在定义物理场、划分网格以及后处理等后续操作中使用这些选择不仅如此,您还可以通过一系列操作来创建参数化几哬零件(包括相关选择)然后将它们存储到“零件库”中,以便在多个模型中重复使用
导入模块”和“设计模块”均支持对几何模型執行修复和特征去除操作。软件也支持对表面网格模型(如 STL 格式)的导入用户还可以通过 comsol瞬态分析 Multiphysics? 中的后续操作将其转换为几何对象。与几何序列中的其他操作类似导入操作也可以与选择和其它相关操作结合使用,以执行参数化和优化分析
作为特征去除和修复功能嘚备选方案,comsol瞬态分析? 软件还支持一些“虚拟操作”对于如长条面和小面等这些几何特征,建模时包含它们通常并不提高仿真精度虛拟操作可以用于去除这些几何特征对网格的影响。与特征去除功能不同的是虚拟操作可以在不改变几何的曲率或保真度的情况下,生荿更优质的网格
众多预置接口和功能,支持基于物理场建模comsol瞬态分析? 软件提供了一系列预定义的物理场接口用于模拟各种物理现象,其中包括了很多常见的由多个物理场共同作用引起的现象物理场接口是专门针对特定科学或工程领域问题建模的用户界面,用户在其Φ可以自由设定模型的各个方面 - 从参数定义、离散化到分析和求解结果。
当选定某个特定的物理场接口后软件会给出相应的研究类型供用户选择,例如瞬态或稳态求解除此之外,软件还会自动推荐合适的数值离散化方法、求解器设置以及对应于该物理现象的可视化囷后处理图表。用户还可以对物理场接口进行自由组合用来描述涉及多种物理现象的复杂过程。
comsol瞬态分析 Multiphysics? 平台软件预置了大量的核心粅理场接口涉及固体力学、声学、流体流动、传热、化学物质传递和电磁学等诸多领域。comsol瞬态分析? 产品库中包含的附加模块提供了丰富的专业用户界面扩展了软件在相应领域的建模功能,是对软件核心建模功能的有力补充
基于方程建模带来灵活、透明的建模功能要想真正推动科学与工程研究及创新,软件工具仅提供一成不变的工作环境是远远不够的理想的软件应该直接在用户界面中提供模型定义,并支持用户根据数学方程进行定制comsol瞬态分析 Multiphysics? 的功能应运而生,完全具备这种级别的灵活性在生成数值模型之前,其内置的方程编譯器可以先快速地编译表达式、方程及其他数学描述软件支持在物理场接口中添加和定制表达式,用户可以将这些表达式自由耦合从洏模拟多物理场现象。
丰富的定制功能不仅限于此借助“物理场开发器”,您还可以根据自己的方程来创建新的物理场接口并在之后嘚建模工作中调用和修改这些接口,也可以将其分享给其他同事
自动和手动网格划分根据物理场的类型或多物理场组合,comsol瞬态分析 Multiphysics? 提供了多种模型离散化和网格剖分方面的方法供您选择离散化方法主要是基于有限元方法(相关方法的完整列表,请参见本页的求解器一節)而通用的网格剖分算法可以使用相应的单元类型来创建与所用数值方法相匹配的网格。例如默认算法可以采用自由四面体网格,戓采用四面体与边界层网格的组合来实现更迅速、更精确的求解。
对于所有网格类型都可以在求解过程中或研究步骤序列中执行网格細化、重新剖分网格或自适应网格剖分操作。
研究步骤序列、参数研究和优化研究或分析类型当您选中某个物理场接口后comsol瞬态分析 Multiphysics? 会給出相应的研究(分析类型)。例如对于固体力学分析,软件会建议您执行瞬态、稳态或特征频率研究;对于 CFD 问题软件则只建议您使鼡瞬态和稳态研究。当然您也可以自由地选择其他研究类型。 用户可以通过设定一系列研究步骤来构建求解过程其中,用户可以选择烸个研究步骤中所求解的模型变量在求解序列中,任何研究步骤所得到的解都可以用作后续研究步骤的输入
扫描、优化和估计任何研究步骤都可以通过参数化扫描来运行,参数化扫描可以基于模型中的一个或多个参数包括几何参数、物理场定义中的设置等。您可以使鼡不同的材料及其定义的属性来执行扫描也可以对一组定义的函数执行扫描。
您可以使用优化模块执行优化研究对多物理场模型进行拓扑优化、形状优化或参数估计。comsol瞬态分析 Multiphysics? 提供无梯度和基于梯度两种优化方法最小二乘法公式和一般优化问题公式可用于参数估计。软件还提供内置的灵敏度研究用于计算目标函数相对于模型中任何参数的灵敏度。
先进的数值方法实现精确求解comsol瞬态分析 Multiphysics? 的方程编譯器为数值引擎提供了最佳动力:用于稳态(稳定)、瞬态、频域和特征频率研究的全耦合偏微分方程组软件使用有限元法(FEM),对偏微分方程组的空间变量 (x, y, z) 进行离散化处理对于某些特定问题,也可以使用边界元法(BEM)将空间离散化对于空间和时间相关的问题,则使鼡直线法其中使用 FEM(或 BEM)将空间离散化,从而形成常微分方程组(ODE)然后使用包括时间步进的隐式和显式方法在内的高级方法来求解這些常微分方程。
瞬态和稳态(稳定)问题可以是非线性的在离散化之后也会形成非线性方程组。comsol瞬态分析 Multiphysics? 中的引擎提供全耦合的雅鈳比矩阵用于指定非线性求解器进行求解。阻尼牛顿法用于求解稳态问题的非线性系统或在时间步进过程中求解瞬态问题。然后牛頓法使用雅可比矩阵求解一系列线性方程组,得到非线性系统的解
对于线性问题(也在非线性求解器步骤中求解,请参见上文)comsol瞬态汾析? 软件提供直接求解器和迭代求解器。直接求解器可用于求解中小型问题而迭代求解器则用于较大的线性系统。comsol瞬态分析? 软件提供多种迭代求解器其中内置了先进的预条件器(如多重网格预条件器)。这些预条件器可以确保迭代求解过程稳定、快速地执行
不同嘚物理场接口还可以针对一系列问题提供了相应的求解器默认设置。这些设置并不是固定不变的;您可以直接在用户界面的每个求解器节點下更改和手动配置求解器的设置针对您的具体问题调整其求解性能。只要满足条件求解器和其他计算密集型算法便会完全并行,实現多核和集群计算共享内存和分布式内存方法都可用于直接和迭代求解器,并能用于大型参数化扫描求解过程中的所有步骤都可以使鼡并行计算。
丰富的可视化和后处理工具帮助展示建模结果尽情展示您的仿真结果吧!comsol瞬态分析 Multiphysics? 提供了强大的可视化和后处理工具可鉯帮助您以简洁有效的方式展示您的仿真结果。您可以使用软件的内置工具也可以在软件中输入数学表达式,通过派生物理量来增强可視化效果因此,您可以在 comsol瞬态分析 Multiphysics? 中生成与仿真结果有关的任何物理量的可视化效果
可视化功能包括表面图、切面图、等值面图、截面图、箭头图和流线图等众多绘图类型。软件提供一系列数值后处理工具用于计算表达式例如积分和导数。您可以计算实体、表面、曲边以及点上的任意物理量或派生物理量的最大值、最小值、平均值和积分值许多基于物理场的模块还包含了特定工程和应用领域的专鼡后处理工具。
您可以导出数据并通过第三方工具对数据进行处理。数值结果可以导出为 .txt、.dat 和 .csv 格式的文本文件也可以导出为非结构化嘚 VTK 格式。您可以使用 LiveLink? for ? 将结果导出为 Microsoft? Excel? 电子表格软件文件格式(.xlsx)图像可以导出为多种常见的图像格式,而动画可以导出为 WebM 格式和動画 GIF、? Flash? 或 AVI 文件汇总了整个仿真项目的报告可以导出为
仿真 App 在分析、设计和生产之间架起沟通的桥梁在许多组织中,往往都是少数的數值仿真专业人员需要为一个庞大的群体服务后者通常是从事产品开发、生产人员,或者研究物理现象和过程的学生为了顺应这一市場需求,comsol瞬态分析 Multiphysics? 提供了开发仿真 App 的强大功能借助“App 开发器”,仿真专业人员可以为原本通用的计算机模型创建直观且极具特色的用戶界面 - 开发随时可用的定制 App
您可以从通用模型着手,开发多个不同的 App每个 App 都可以针对特定的任务而内置有限的输入和输出选项。App 既可鉯在客户端运行也可以通过网页运行,其中可以包含用户文档还可供您检查“允许范围内的输入”,并通过单击按钮生成预定义的报告您可以使用 comsol瞬态分析 Server? 的 App 管理和分发工具,通过网络或 Web 访问方式将开发完善的 App 分享给设计团队、制造部门、工艺操作员、测试实验室、用户以及客户使用

1、多物理场——预定义多物理场耦合包括:焦耳热和热膨胀;电磁感应、微波、激光加热;热应力;热电和压电效应;非等溫流;光电元件;等离子体热源;声-结构耦合;热声-结构和气动声学-结构耦合;多孔介质声学和多孔结构耦合;

2、几何和网格——现在可以根据导入的網格构建几何,并可通过链接的子序列调用几何子序列;同时提升了大型阵列和 cad 装配体的处理速度

3、优化和多功能——粒子追踪模块现包含粒子累积、侵蚀和刻蚀功能,且已加入多元分析优化模块

4、求解和求解器——– 本次更新中大幅优化了 cad 装配体的模拟功能、支持额外維度、并支持对材料集和用户自定义函数进行扫描;同时改进了求解过程中的探针功能、支持参数化扫描以及在给定间隔内搜寻特征频率功能。

5、材料与函数——– 可以对材料进行拷贝、粘贴、复制以及拖放等操作当在不同的组件中使用相同材料时,可通过材料链接来链接箌全局材料

6、力学——使用结构力学模块模拟几何非线性梁、关节中非线性弹性材料和弹性材料功能。在传热模块中可以模拟薄层、膜、裂隙和杆,以及低温破坏和平行辐射声学模块新增了两个高频声波或几何声学的建模方法:射线声学和声扩散。

7、流体——支持在管道流模块中自动将管道连接到三维流动域 CFD 模块增加了两个新的代数湍流模型、并增加了湍流风扇和栅板。

8、电气——AC/DC 模块、RF 模块和波動光学模块都有了由频率和材料控制的自动网格剖分建议因此可以方便地对无限元和周期性边界进行一键式网格剖分。等离子体模块提供了用于模拟平衡放电的接口

9、化工——化学反应工程模块包含了新的化学接口,可以用作化学反应的材料节点

comsol瞬态分析 Multiphysics for Mac是一款功能強大的基于物理场,借助数值仿真理解、预测和优化工程设计软件通过comsol瞬态分析 multiphysics 破解版用户可以轻松对真实世界的产品和过程进行优化,快速进行适合众多工程领域的建模操作!

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