报告题⽬
姓名：
学号：
完成⽇期：
COMSOL软件介绍与应⽤
⼀、COMSOL Multiphysics软件介绍
1.1 COMSOL Multiphysics软件简介
COMSOL Multiphysics 是⼀款⼤型的⾼级数值仿真软件，由瑞典COMSOL 公司开发，⼴泛应⽤于各个领域的科学研究以及⼯程计算，被当今世界科学家称为“第⼀款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”，适⽤于模拟科学和⼯程领域的各种物理过程，COMSOL Multiphysics以⾼效的计算性能和杰出的多
场直接耦合分析能⼒实现了任意多物理场的⾼度精确的数值仿真，在全球领先的数值仿真领域⾥得到⼴泛的应⽤。
COMSOL Multiphysics 起源于MATLAB 的PDE Toolbox，最初命名为PDE Toolbox 1.0。后来改名为Femlab 1.0（FEM 为有限元，LAB 为实验室），这个名字也⼀直沿⽤到Femlab 3.1。从2003年3.2a 版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。在全球各著名⾼校，COMSOL Multiphysics 已经成为教授有限元⽅法以及多物理场耦合分析的标准⼯具，在全球500 强企业中，COMSOL Multiphysics 被视作提升核⼼竞争⼒，增强创新能⼒，加速研发的重要⼯具。2006 年COMSOL Multiphysics 再次被NASA 技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”，NASA 技术杂志主编点评到，“当选为NASA 科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics 是对⼯程领域最有价值和意义的产品”。
COMSOL Multiphysics 软件设计理念独特，她抛弃了传统意义上的单元（库）的概念，抛弃了⽹格划分时单个单元刚度矩阵的概念，将多个偏微分⽅程（组）直接组装成⼀个总的刚度矩阵。这样出现的结果即是，不管求解多少个物理场，我们只需选择对应的偏微分⽅程进⾏任意组合，软件⾃动联⽴求解，实现任意多物理场、直接、双向实时耦合。
COMSOL Multiphysics 以⾼效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能⼒实现了⾼度精确的数值
仿真。⽬前已经在声学、⽣物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动⼒学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波⼯程、光学、
光⼦学、多孔介质、量⼦⼒学、射频、半导体、结构⼒学、传动现象、波的传播等领域得到了⼴泛的应⽤。到现在，COMSOL Multiphysics已经更新⾄4.4版本，成为⼀套很完善的通⽤数值分析软件，下图是软件的整体构架：
低频电磁场模块( AC/DC Module)
声学模块(Acoustics Module)
化学⼯程模块( Chemical Engineering Module)
地球科学模块（Earth Science Module）
热传导模块( Heat Transfer Module)
微系统模块( MEMS Module)
⾼频电磁场模块（RF Module）
反应⼯程实验室(Reaction Engineering LAB)
结构⼒学模块(Structural Mechanics Module)
优化实验室(Optimization LAB)
CAD 导⼊模块( CAD Import Module)
解子征
材料库（Material Library）
各模块之间可以相互耦合。同时COMSOL还有强⼤的外部整合接⼝，包括SolidWorks 实时交互，Simpleware Scan FE 模型导⼊，MATLAB 和Simulink 联合编程，MatWeb 材料库导⼊，Simpleware/Mimics 接⼝，SolidWorks/Autodesk Inventor 实时交互，SPICE/PSPICE 电路语⾔接⼝等。同时，COMSOL⽀持多种
操作平台，包括Windows，Linux，Mac OS等平台。
1.2 COMSOL Multiphysics的显著特点
1.求解多场问题=求解⽅程组，⽤户只需选择或者⾃定义不同专业的偏微分⽅程进⾏任意组合便可轻松实现多物理场的直接耦合分析。
2.完全开放的架构，⽤户可在图形界⾯中轻松⾃由定义所需的专业偏微分⽅程。
3.任意独⽴函数控制的求解参数，材料属性、边界条件、载荷均⽀持参数控制。
4.专业的计算模型库，内置各种常⽤的物理模型，⽤户可轻松选择并进⾏必要的修改。
5.内嵌丰富的CAD 建模⼯具，⽤户可直接在软件中进⾏⼆维和三维建模。
6.全⾯的第三⽅CAD 导⼊功能，⽀持当前主流CAD 软件格式⽂件的导⼊。
陈宇翱
7.强⼤的⽹格剖分能⼒，⽀持多种⽹格剖分，⽀持移动⽹格功能。
8.⼤规模计算能⼒，具备Linux、Unix 和Windows 系统下64 位处理能⼒和并⾏计算功能。
9.丰富的后处理功能，可根据⽤户的需要进⾏各种数据、曲线、图⽚及动画的输出与分析。
10.专业的在线帮助⽂档，⽤户可通过软件⾃带的操作⼿册轻松掌握软件的操作与应⽤。
11.多国语⾔操作界⾯，易学易⽤，⽅便快捷的载荷条件，边界条件、求解参数设置界⾯。
1.3 COMSOL提供的多种可供选择的模块
COMSOL Multiphysics 是多场耦合计算领域的伟⼤创举，它基于完善的理论基础，整合丰富的算法，兼具功能性、灵活性和实⽤性于⼀体，并且可以通过附加专业的求解模块进⾏极为⽅便的应⽤拓展。COMSOL Multiphysics中现有的模块包括：
AC/DC 模块(AC/DC Module)
声学模块(Acoustics Module)
CAD 导⼊模块(CAD Import Module)
化学⼯程模块(Chemical Engineering Module)
地球科学模块（Earth Science Module）
热传导模块(Heat Transfer Module)
dmx512协议材料库（Material Library）
微机电系统模块(MEMS Module)
射频模块（RF Module）
结构⼒学模块(Structural Mechanics Module)
鹤峰人事网
COMSOL 脚本解释器(COMSOL SCRIPT)
反应⼯程实验室(Reaction Engineering LAB)
信号与系统实验室(SIGNALS SYSTEMS LAB)
最优化实验室(OPTIMIZATION LAB)
玻璃纤维纱1.4 COMSOL MULTIPHYSICS 软件体系
COMSOL Multiphysics 的界⾯操作环境内建前处理、求解和后处理功能，建模分析过程中的各个步骤（⼏何模型绘制、指定材料特性和边界条件、剖分⽹格、求解以及结果后处理）都变得⾮常的容易实现。基于⼤量的预定义的应⽤模式，涵盖流体、传热、结构⼒学、电磁场、化学反应、地球科学及多场耦合模型，以及⾃定义偏微分⽅程，帮助⽤户⼗分迅速的建⽴分析模型。材料属性、载荷、边界条件可以定义为基于独⽴变量的任意函数。
针对热能⼯程专业，COMSOL MULTIPHYSICS中有关流体，传热的模块中包含了众多模型可供⽤户选择。流动模型中包括单向流，播磨流动，多相流，多空介质和地下⽔流，⾮等温流，⾼马赫数流动，Rarefied流，流动流体离⼦追踪，流固耦合等模型，传热模型中包括固体传热，流体传热，管中传热，多孔介质传热，⽣物传热，薄壳传热，共轭传热，辐射，电磁热等模型，⽤户可根据⾃⾝需求选择相应模型。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议