h5响应式网站建设价格,网站开发时什么时间适合创建视图,备用网站怎么做,吸引人的软文标题接触COMSOL也有一年时间了#xff0c;相信很多朋友都有这样的感触#xff0c;那就是完全不知所措#xff0c;无从下手。根据网上的一些经验#xff0c;参考案例#xff0c;看用户手册#xff0c;折腾了几个月甚至大半年的时间#xff0c;对于模型计算的各种错误一头雾水…接触COMSOL也有一年时间了相信很多朋友都有这样的感触那就是完全不知所措无从下手。根据网上的一些经验参考案例看用户手册折腾了几个月甚至大半年的时间对于模型计算的各种错误一头雾水完全不知所云胡乱的瞎改盲目的调试在电脑前一坐就是一小天茶饭不思那叫一个折磨。甚至有几天下定决心要翻译用户手册因为有关COMSOL的教程或者知识实在是少的可怜。不过对于我个人研究方向的模型经历这么长时间的不断尝试也总算是开了窍。本文希望对初学者或者说是完全刚接触者能对COMSOL建模有个概念性的了解。错误之处还请指出改进在下不吝赐教。1.先谈谈仿真建模数值模拟数值分析和计算物理。这几个概念相信大家都多少有些了解如果是搞工程化工结构力学电子学等专业朋友可能会使用各类仿真软件做仿真其中就会包括COMSOL。实际上仿真建模或者说数值仿真在工程类学科中比较常听到。比如学习过流体力学或者计算流体力学的朋友可能最常见的例子就是飞机机翼的流场仿真或者钝头体前的激波仿真等等。而数值模拟常出现在物理类学科当中的计算中比如做分子动力学的光场的模拟等离子体产生等。那么计算物理顾名思义就是数值的方法来求解物理问题。对于数值分析大家都不陌生就相当于如何来求解具体方程的一个个算法而且数值分析也是研究生数学类的基础课程。以上是我个人的一些理解其实说这些主要是为了告诉初学者不论你是用COMSOL也好ANASYS也好还是其他的商用的内部的自编的程序对于数值计算一定要了解数值计算的核心过程。事实上仿真模拟计算都是一回事儿那就是解方程。不同类型的方程不同的编程难度不同的算法我们有多种选择的手段。但是常用的就几个比如有限差分法有限体积法有限元法是我们经常用到的离散方程的方法。既然做模拟做仿真那么你的问题一定是无法用解析的方式来计算的所以数值计算才会显得尤为重要。接下来谈一谈数值计算的核心过程。2.如何建模这里的建模我指的是全过程并不是指如何使用软件其实软件这东西想学会还是要多练就和打游戏没什么区别都是电脑程序嘛。那么数值计算的核心过程就是如何把物理问题工程问题转换为数学问题然后进行求解。之所以有很多刚接触COMSOL的朋友完全不知道自己的研究方向应该使用什么模块来计算就是对建模的核心问题不了解。虽然COMSOL把相关模块分的特别细但是不代表这些模块能够满足所有的未知问题因此这就是需要我们自己慢慢摸索。我谈谈自己的经验。首先呢对于一个需要模拟的问题一定要对这些问题的物理过程有个全面的认识这样才能很快的将其转化为数学描述。打个比方管道流动问题那么研究的是单相流动呢还是多相流动是层流呢还是湍流呢速度是否超声是否考虑压缩性是否考虑温度的变化呢有没有其他耦合场存在呢所以只有把所有需要考虑的物理过程都牵扯进来才能更好的模拟出来。当然在建模的过程中总会有需要舍掉或忽略的点。其次认识物理过程之后需要把它们通过数学方程来重新描述。这就是最核心的问题。只要知道了需要求解哪些方程才能更快地去建立求解模型(这里包括更好地选择所要求解的控制方程初边条件以及所要研究的区域-计算域)。3.关于COMOSL的使用COMSOL是基于有限元方程来求解各类方程的所以在这里我建议初学者们虽然不必要去通学有限元的知识但是如果你完全不懂有限元那可能会遇到很多问题。因此适当了解有限元方法是必要的特别是需要自己加入自定义方程的朋友。接下来简单谈一下使用COMSOL的一些过程。较好的建模是需要大家深刻理解自己模型的控制方程初始条件以及边界条件以及要研究的计算区域。很多时候建模费劲就是因为对自己的方程不了解不知道如何使用边界条件。真的是说多了都是泪啊。不过等你对自己的模型很熟的时候你会发现COMSOL确实是个比较不错的软件。那么编程或者说建模第一步就是把你所用到的参数和变量在COMSOL中事先定义好好处就是修改方便一目了然。第二步建议大家尽量把所有的高级设定功能都打开。特别是方程视图因为建模的时候我们需要时不时地去查看COMOSL内置方程中的一些变量和方程是什么样的是否需要做修改。接下来画图建议大家尽量用最少的曲线画出你的计算域并且计算域中尽量不要出现无关的边界或线条因为会影响网格的划分。另外比较好的方式是把必要的边界和区域用显示的方式定义方便添加到模块中。对于模块的设定当然前提是要选对模块。每个模块都会求解某个或多个物理量比如速度压强温度。那么对于存在耦合的物理量建议大家使用多物理场接口中的模块来进行耦合。虽然模块和模块之间的设置当中也存在对应的选项但是需要手动添加往往会忘记设置。要事先定义好材料的属性是重要的。因为材料属性如果是非线性的它可能会影响模型的非线性程度会增加计算难度。另外一个重点是要清晰的知道每求解一步哪些物理量之间存在耦合。这些工作当然都是需要在建模之前就应该清楚的。这样做的目的是为了将来调程序做到心中有数。对于单向耦合或多向耦合的物理量之间一定要知道那些因素会影响计算的收敛性。比如电压的计算如果是用电流和电导率来计算电压你就需要知道温度对电导率会不会有影响如果会那么焦耳热同时也影响温度。这就是物理量之间的耦合。在计算的时候对于耦合比较强的模型大家可以使用分离步计算而非全耦合。对于边界条件来说往往是计算不下去的根源所在。边界条件就像个川剧大师怎么改都不对。那么这里的建议是对于影响较大的边界条件可以利用递增函数来减缓边界载荷这比直接在边界设定条件要好很多。对于求解器来说很惭愧COMSOL的求解器实在太多了并且一直没空去研究它们。不过常用的求解器无非就那么几个。COMSOL的求解我认为包括两种求解方式全耦合和分离步两种求解方法直接和迭代。然后就是里面具体的一切求解算法。对于耦合强非线性较强的模型个人建议使用分离步来计算。而对于一般问题直接使用全耦合即可。对于计算内存问题搞模拟硬件不应该是个问题4.最后希望对初学的朋友能所帮助本人也只是了解自己方向的模块使用绝大多数模块基本不懂所以希望大家多多分享自己的经验。我常用的是流场和温度场还有电磁场。祝大家建模成功。更多学习经验传送门http://muchong.com/t-12010954-1[Last edited by bfamq on 2018-3-23 at 16:55]
