"مقدمه ای به COMSOL Multiphysics مقدمه ای بر COMSOL Multiphysics © 1998–2015 COMSOL توسط پتنت های ایالات متحده که در وب سایت ذکر شده است محافظت می شود ..."

- [صفحه 2] -

10 tbb را در قسمت Radius وارد کنید.

این به گوشه داخلی اشاره دارد.

134 | 11 برای گوشه بیرونی، روی Plane Geometry کلیک راست کرده و Fillet را انتخاب کنید.

12 در پنجره Graphics، روی نقطه 6 در گوشه بیرونی کلیک کنید تا آن را به لیست Vertices to fillet اضافه کنید.

13 2 * tbb را در قسمت Radius وارد کنید.

روی Build Selected کلیک کنید.

نتیجه در تصویر نشان داده شده است:

1 در Model Builder، روی Work Plane 1 کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید. در پنجره تنظیمات بلوک Extrude، به جای پیش‌فرض، wbb را در جدول Distances from Plane وارد کنید تا صفحه به عرض نمایه اکسترود شود.

| 135 برای ایجاد ساختارهای لایه ای از مواد مختلف می توان مقادیر متعددی را در جدول وارد کرد. برای این مورد، یک لایه اکسترود شده کافی است.

2 روی Build Selected کلیک کنید و سپس روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید. روی دکمه Save کلیک کنید و اگر قبلا این کار را نکرده اید، مدل را به عنوان busbar.mph ذخیره کنید.

حالا با اکسترود کردن دو دایره روی دو صفحه کار، پیچ های تیتانیوم ایجاد کنید.

3 در Model Builder، روی Geometry 1 راست کلیک کرده و یک صفحه کار اضافه کنید. گره Work Plane 2 اضافه شده است. در پنجره تنظیمات بلوک Work Plane. در قسمت Plane Definition، Face parallel را از لیست نوع هواپیما انتخاب کنید.

136 | 4 در پنجره Graphics، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، روی صورت 8 کلیک کنید تا آن را به لیست صفحه Planar در پنجره تنظیمات بلوک Work Plane اضافه کنید.

اکنون سطح شماره 8 با رنگ آبی مشخص شده و صفحه کار در بالای آن قرار گرفته است.

سطح 8 5 روی دکمه Show Work Plane کلیک کنید تا اولین دایره که اولین پیچ در آن قرار دارد رسم شود.

روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید.

- & nbsp– & nbsp–

حالا بیایید عملیات اکسترود را اضافه کنیم.

138 | 1 در Model Builder، روی Work Plane 2 کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید. در پنجره تنظیمات بلوک Extrude، در ردیف اول جدول Distances from Plane، -2 * tbb را وارد کنید تا دایره اکسترود شود.

2 روی دکمه Build Selected کلیک کنید تا قسمت استوانه ای پیچ تیتانیوم از طریق شینه ایجاد شود.

دو پیچ باقی مانده را بکشید.

| 139 3 روی Geometry 1 راست کلیک کرده و Work Plane را انتخاب کنید. گره Work Plane 3 اضافه شده است. در پنجره تنظیمات، برای بلوک Work Plane برای Work Plane 3، Face parallel را از لیست نوع Plane انتخاب کنید.

4 در پنجره Graphics، همانطور که در تصویر نشان داده شده است، روی Face 4 کلیک کنید تا آن را به لیست صفحه Planar در پنجره تنظیمات بلوک Work Plane اضافه کنید.

5 روی دکمه Show Work Plane در پنجره تنظیمات بلوک Work Plane و دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید تا هندسه را بهتر ببینید.

برای تعیین موقعیت دو پیچ دیگر، دایره هایی را اضافه کنید که سطح مقطع پیچ ها را تشکیل می دهند.

140 | 6 در قسمت Work Plane 3، روی Plane Geometry کلیک راست کرده و Circle را انتخاب کنید.

در پنجره تنظیمات بخش

دایره:

در قسمت Size and Shape، rad_1 را در قسمت Radius وارد کنید.

در قسمت Position، -L / 2 + 1.5e-2 را در قسمت xw و -wbb / 4 را در قسمت yw وارد کنید.

روی Build Selected کلیک کنید.

دایره هایی را که ایجاد کردید کپی کنید تا سومین پیچ شینه تشکیل شود.

7 در قسمت Work Plane 3، روی Plane Geometry کلیک راست کرده و Transforms Copy را انتخاب کنید.

8 در پنجره Graphics، روی دایره c1 کلیک کنید تا آن را انتخاب کنید و آن را به لیست اشیاء ورودی در پنجره تنظیمات بلوک Copy اضافه کنید.

9 در پنجره تنظیمات برای کپی، در قسمت Displacement، wbb / 2 را در قسمت yw وارد کنید.

142 | 11 در Model Builder، روی Work Plane 3 کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید. در پنجره تنظیمات بلوک Extrude، در ردیف اول جدول Distances from Plane، به جای پیش فرض، -2 * tbb را وارد کنید. روی Build All Objects کلیک کنید.

دنباله هندسه و هندسه باید مانند تصاویر زیر باشد. روی دکمه Save کلیک کنید و مدل را به عنوان busbar.mph ذخیره کنید.

ایجاد قطعات و استفاده از کتابخانه های قطعات

پس از تنظیم یک شینه یا هندسه دیگر، ذخیره آن برای مراجعات بعدی در صورت لزوم مفید است.

در مثال‌هایی که بررسی کردیم، هندسه مستقیماً در فایل مدل COMSOL ذخیره شد، که برای راه‌اندازی مدل باسبار کامل نیز استفاده خواهد شد. در عوض، شما می توانید یک قسمت برای قابل استفاده مجددکه در یک فایل جداگانه موجود در Part Libraries ذخیره می شود و می تواند به عنوان بلوک ساختمانی برای هندسه مدل COMSOL پیچیده تر استفاده شود.

هنگام ساخت هندسه باسبار، از توابع موجود در برگه‌های Geometry و Workplane استفاده کردید. منوی قطعات در گروه Other در این تب ها قرار دارد.

با استفاده از منوی Parts، می توانید یک قسمت را ایجاد یا بارگذاری کنید و آن را از قسمت کتابخانه ها به هندسه مدل اضافه کنید. چندین کتابخانه Part به طور پیش فرض در سیستم ساخته شده اند. قطعات سفارشی به گره Parts والد در قسمت Global Definitions درخت مدل اضافه می شوند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد کار با قطعات و کتابخانه های قطعه، به کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید.

برای ادامه کاوش در مدل آموزشی باسبار، به بخش مواد در صفحه 62 بازگردید.

144 | ضمیمه B. میانبرهای صفحه کلید و اقدامات ماوس

- & nbsp– & nbsp–

148 | ضمیمه ج. عناصر زبان و نام‌های رزرو شده ساخت یک درخت مدل در COMSOL معادل برنامه‌نویسی گرافیکی یک دنباله از عملیات است. هنگامی که یک فایل مدل را برای MATLAB® یا Java® ذخیره می کنید، دنباله ای از عملیات به عنوان لیستی از عبارات برنامه نویسی رایج ایجاد می شود. این بخش به دسته بندی عناصر زیر در زبان اصلی نرم افزار COMSOL می پردازد:

ثابت ها،

متغیرها،

کارکرد،

اپراتورها،

اصطلاحات.

این عناصر زبان می توانند داخلی یا سفارشی باشند.

اپراتورها را نمی توان توسط کاربر تعریف کرد. عبارات همیشه فقط سفارشی هستند.

درباره اسامی رزرو شده

نام عناصر داخلی رزرو شده است و بنابراین نمی توان آنها را نادیده گرفت. هنگامی که می خواهید یک نام رزرو شده را به یک متغیر، پارامتر یا تابع اختصاصی اختصاص دهید، سیستم متن وارد شده را با رنگ نارنجی برجسته می کند و زمانی که این رشته متن را انتخاب می کنید، یک راهنمای ابزار با خطا نمایش داده می شود. نام توابع فقط برای توابع رزرو شده است و می تواند برای متغیرها و پارامترها استفاده شود. به همین ترتیب، نام متغیرها و پارامترها را می توان برای توابع استفاده کرد. در زیر متداول ترین عناصر داخلی مورد استفاده و نام هایی که برای آنها در نظر گرفته شده است. برای فهرست کامل‌تر عناصر داخلی، به راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید.

متغیرهای مورد استفاده در برنامه های کاربردی

پارامترها و متغیرهای مدل را می توان در برنامه ها استفاده کرد.

به عنوان مثال، می توانید به کاربر برنامه اجازه دهید مقدار یک پارامتر را تغییر دهد. علاوه بر این، متغیرهایی برای استفاده در برنامه ها در Application Builder در زیر گره Declarations تنظیم می شوند.

چنین متغیرهایی به صورت سراسری در اشیاء و روش‌های فرم در دسترس هستند، اما نمی‌توانند در Model Builder استفاده شوند.

| 149 ثابت ها و پارامترها ثابت ها سه نوع هستند: ثابت های ریاضی و عددی داخلی، ثابت ها و پارامترهای فیزیکی داخلی. پارامترها ثابت های تعریف شده توسط کاربر هستند که می توانند با تحلیل پارامتریک اصلاح شوند. ثابت ها اسکالر هستند.

جداول زیر ثابت های ریاضی و عددی و همچنین ثابت های فیزیکی داخلی را نشان می دهد. ثابت ها و پارامترها را می توان ابعاد داد.

ثابت های ریاضی و عددی داخلی

DESCRIPTION NAME VALUE

- & nbsp– & nbsp–

| 151 PARAMETERS پارامترها ثابت های اسکالر سفارشی در بخش Global Definitions درخت مدل هستند. نمونه هایی از استفاده:

پارامترسازی ابعاد هندسی.

پارامترسازی اندازه عناصر مش.

تعریف پارامترها برای مطالعات پارامتریک.

یک پارامتر را می توان به عنوان یک عبارت حاوی اعداد، پارامترها، ثابت های داخلی، توابع داخلی از پارامترها و ثابت های داخلی اعلام کرد. بعد پارامتر باید در پرانتز مربع نشان داده شود - به استثنای پارامترهای بدون بعد.

تغییرات

متغیرها می توانند دو نوع باشند - داخلی و تعریف شده توسط کاربر.

متغیرها می توانند متغیرهای اسکالر یا میدانی باشند. متغیرها می توانند دارای ابعاد باشند.

توجه داشته باشید. یکی از گروه های متغیرهای تعریف شده توسط کاربر مورد توجه خاص است. متغیرهای مختصات مکانی و متغیرهای وابسته. نام‌های پیش‌فرض این متغیرها به ترتیب ابعاد فضای هندسی و رابط فیزیک را نشان می‌دهند.

بر اساس نام‌هایی که برای این متغیرها انتخاب می‌کنید، COMSOL فهرستی از متغیرهای داخلی - مشتقات مرتبه اول و دوم در مختصات مکانی و زمانی را تولید می‌کند.

متغیرهای داخلی

نوع توصیف نام

- & nbsp– & nbsp–

مثال: فرض کنید T نام متغیر دما در مدل انتقال حرارت دو بعدی وابسته به زمان باشد و x و y نام مختصات مکانی باشد.

در این حالت، متغیرهای داخلی زیر ایجاد خواهند شد:

T، Tx، Ty، Txx، Txy، Tyx، Tyy، Tt، Txt، Tyt، Txxt، Txyt، Tyxt، Tyyt، Ttt، Txtt، Tytt، Txxtt، Txytt، Tyxtt و Tyytt. در اینجا Tx با مشتق جزئی دمای T نسبت به x مطابقت دارد و Ttt مربوط به مشتق مرتبه دوم T و غیره است. اگر متغیرهای مختصات فضایی نام‌های متفاوتی داشته باشند - برای مثال psi و chi - Txy به Tpsichi و Txt تبدیل به Tpsit می‌شود. (متغیر t داخلی است، بنابراین نام آن قابل تغییر نیست.)

- & nbsp– & nbsp–

توابع می توانند دو نوع باشند - داخلی و تعریف شده توسط کاربر.

بسته به آرگومان های ورودی، توابع توابع اسکالر یا فیلد هستند. آرگومان های ورودی و خروجی تابع را می توان ابعاد داد.

توابع ریاضی داخلی

آرگومان های ورودی و/یا خروجی این توابع بدون بعد هستند.

مثال نحوی شرح نام

- & nbsp– & nbsp–

توابع اپراتور داخلی

این توابع داخلی متفاوت از توابع ریاضی داخلی کار می کنند. آنها در متن راهنما ذکر نشده اند، اما برای لیست کامل اسامی رزرو شده در اینجا گنجانده شده اند. برای اطلاعات بیشتر، به راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید.

NAME NAME NAME NAME

- & nbsp– & nbsp–

توابع سفارشی

با انتخاب یک الگو از منوی توابع و تعیین نام و فرم دقیق برای تابع، می‌توانید یک تابع سفارشی را در بخش‌های Global Definitions و Component Definitions درخت مدل اعلام کنید.

- & nbsp– & nbsp–

الگوی نام استدلال و تعریف مثال نحوی

- & nbsp– & nbsp–

الگوی نام استدلال و تعریف مثال نحوی

- & nbsp– & nbsp–

پارامترها یک عبارت پارامتر می تواند شامل اعداد، پارامترهای دیگر، ثابت های داخلی، توابع بیان پارامتر داخلی و عملگرهای تک و دودویی باشد. پارامترها را می توان ابعاد داد.

متغیرها یک عبارت برای یک متغیر می تواند شامل اعداد، پارامترها، ثابت ها، سایر متغیرها، توابع از عبارات دارای متغیرها، و همچنین عملگرهای تکی و باینری باشد. متغیرها می توانند دارای ابعاد باشند.

توابع یک اعلان تابع می تواند حاوی آرگومان های ورودی، اعداد، پارامترها، ثابت ها، توابع بیان پارامتر با آرگومان های ورودی و عملگرهای تکی و باینری باشد.

- & nbsp– & nbsp–

فرمت‌های فایل COMSOL نوع فایل مدل COMSOL با پسوند mph. پیش‌فرض است و شامل کل درخت مدل است. فایل حاوی داده های باینری و متنی است. داده های شبکه و راه حل به صورت باینری و سایر اطلاعات در متن ساده ذخیره می شوند.

نوع فایل Application Builder با پسوند mphapp. حاوی برنامه ای است که می تواند در COMSOL Multiphysics، سرویس گیرنده COMSOL Windows® یا در یک مرورگر وب اجرا شود. برای اطلاعات بیشتر، به COMSOL Multiphysics Reference Manual و Application Builder Reference Manual مراجعه کنید.

انواع فایل‌های باینری و متنی COMSOL با پسوندهای mphbin.mphtxt و به ترتیب حاوی اشیاء هندسی یا اشیاء مش هستند که می‌توانند مستقیماً به بخش‌های هندسه و مش درخت مدل وارد شوند.

نوع فایل Physics Builder با پسوند mphphb. حاوی یک یا چند رابط فیزیکی است که در Model Builder موجود است. برای اطلاعات بیشتر به راهنمای سازنده فیزیک مراجعه کنید.

برای اطلاعات بیشتر در مورد سایر فرمت های پشتیبانی شده COMSOL، به بخش فرمت های فایل خارجی پشتیبانی شده مراجعه کنید.

- & nbsp– & nbsp–

162 | فرمت‌های فایل خارجی پشتیبانی شده در CAD ماژول‌های CAD Import و Design به شما امکان می‌دهند تعدادی از انواع فایل‌های CAD محبوب را وارد کنید. پشتیبانی از انواع فایل های اضافی از طریق یک رابط دو جهته در دسترس است که در پلاگین های LiveLink CAD و افزونه های File Import برای CATIA® V5 موجود است.

انواع فایل های DXF (2D)، VRML (3D) و STL (3D) توسط COMSOL Multiphysics بدون هیچ پلاگین وارد می شود. مگر اینکه در جدول زیر به شکل دیگری ذکر شده باشد، واردات انواع فایل های فهرست شده در آن توسط تمام نسخه های COMSOL برای سیستم عامل ها پشتیبانی می شود. سیستم های لینوکس®، Mac OS X و Windows®.

نوع فایل پسوند READ WRITE

- & nbsp– & nbsp–

نوع فایل پسوند READ WRITE

STL8.stl بله بله 1به یکی از LiveLink™ برای AutoCAD®، Revit®، PTC® Creo® Parametric™، Inventor®، PTC® Pro / ENGINEER®، Solid Edge®، SOLIDWORKS® نیاز دارد. یا ماژول CAD Import. یا ماژول طراحی 2 عملکرد واردات فقط در اتاق های عمل پشتیبانی می شود. سیستم های ویندوز® 3 همگام سازی فایل ها بین COMSOL و CAD مرتبط فقط در Windows® 7، 8 و 8.1 پشتیبانی می شود. 4Import فقط در سیستم عامل های Windows® و Linux پشتیبانی می شود. وارد کردن داده های CAD)؛ یا ماژول طراحی. یا یکی از محصولات LiveLink™ برای AutoCAD®، PTC® Creo® Parametric™، Inventor®، PTC Pro / ENGINEER®، Solid Edge®، یا SOLIDWORKS®) و وارد کردن فایل برای CATIA® V5 8 محدود به یک منطقه هندسی 9 بار / بارگیری از فایل با استفاده از CAD پیوندی، مشروط بر اینکه هندسه اصلی در آن سیستم CAD ایجاد شده باشد. 10 نوشتن به فایل فقط برای هندسه 2 بعدی ECAD پشتیبانی می‌شود. نوع فایل Touchstone برای صادرات پارامترهای S، امپدانس و مقادیر تلرانس در زمان واقعی و از تجزیه و تحلیل فرکانس استفاده می شود. نوع فایل SPICE Circuit Netlist هنگام وارد شدن به دنباله ای از عناصر مدار نقطه ای در گره مدار الکتریکی تبدیل می شود.

نوع فایل پسوند READ WRITE

- & nbsp– & nbsp–

نوع فایل پسوند READ WRITE

مدار SPICE Netlist3.cir بله خیر 1 نیاز به ECAD Import 2 به یکی از ماژول های زیر نیاز دارد: AC / DC، RF، MEMS یا Wave Optics 3 به یکی از ماژول های زیر نیاز دارد: AC / DC، RF (فرکانس رادیویی)، MEMS (Micro) سیستم های الکترومکانیکی)، پلاسما یا نیمه هادی

پایگاه های داده مواد

ماژول مهندسی واکنش شیمیایی می‌تواند فایل‌های CHEMKIN® را برای شبیه‌سازی واکنش‌های شیمیایی پیچیده در فاز گاز بخواند. ماژول پلاسما می‌تواند مجموعه‌ای از سطوح مقطع برخورد الکترون را از فایل‌های LXCAT بخواند.

نوع فایل پسوند READ WRITE

- & nbsp– & nbsp–

فایل های GRID NASTRAN® Bulk Data برای وارد کردن مش های حجیم استفاده می شود.

انواع فایل VRML و STL برای وارد کردن مش های سطح مثلثی استفاده می شود و نمی توان از آنها برای ایجاد مش های حجمی استفاده کرد. هنگامی که به عنوان هندسه وارد می شوند، فایل های VRML و STL می توانند مبنایی برای ایجاد یک مش حجمی در یک منطقه هندسی خاص باشند.

نوع فایل پسوند READ WRITE

- & nbsp– & nbsp–

تصاویر و کلیپ های ویدیویی

نتایج رندر را می‌توان در قالب‌های گرافیکی محبوب فهرست‌شده در جدول زیر صادر کرد. تصاویر را می توان خواند و برای درونیابی در مدل سازی فیزیکی استفاده کرد.

عناصر متحرک را می توان به فرمت های متحرک GIF، Adobe® Flash® و AVI صادر کرد.

نوع فایل پسوند READ WRITE

- & nbsp– & nbsp–

زبان های برنامه نویسی و جداول الکترونیکی

فایل‌های مدل برای Java® فایل‌های اسکریپت قابل ویرایش با پسوند java. هستند که حاوی دنباله‌ای از دستورات COMSOL به عنوان کد Java® هستند. این فایل ها را در یک ویرایشگر متن تغییر دهید تا دستورات بیشتری اضافه کنید. این فایل های Java® را می توان در فایل های کلاس Java® با پسوند .class کامپایل کرد و به عنوان برنامه های جداگانه اجرا کرد.

فایل‌های مدل MATLAB® فایل‌های اسکریپت قابل ویرایش (M-Files) مشابه فایل‌های مدل برای Java® هستند، اما برای سیستم MATLAB® در نظر گرفته شده‌اند. این فایل های مدل با پسوند .m حاوی دنباله ای از دستورات COMSOL به عنوان MATLAB® M-file هستند. فایل های مدل را می توان در MATLAB® به همان روشی که اسکریپت های معمولی در فایل های M اجرا کرد. می‌توانید فایل‌ها را در یک ویرایشگر متن تغییر دهید تا دستورات COMSOL یا دستورات عمومی MATLAB® را اضافه کنید. برای اجرای فایل های مدل در فرمت M-file، به افزونه COMSOL LiveLink™ for MATLAB® نیاز دارید.

نوع فایل پسوند READ WRITE

- & nbsp– & nbsp–

فرمت‌های داده‌های عددی و درون‌یابی

برای تعریف توابع درون یابی می توان از فایل های شبکه، بخش و صفحه گسترده استفاده کرد. سپس انواع فایل های بخش و صفحه گسترده را می توان خواند و برای تعریف منحنی های درون یابی و صادرات نتایج به آنها استفاده کرد. علاوه بر این، جداول را می توان کپی و در فایل های صفحه گسترده جایگذاری کرد.

پارامترها و متغیرها را می توان به صورت متن ساده، مقادیر جدا شده با کاما یا انواع فایل داده وارد و صادر کرد.

- & nbsp– & nbsp–

168 | پیوست E. اتصال پلاگین های LiveLink ™ جدول زیر گزینه های راه اندازی نرم افزار COMSOL و برنامه های مختلف شریک با استفاده از افزونه های LiveLink را فهرست می کند.

- & nbsp– & nbsp–

حالت دو جهته نه خیر بله

حالت تک پنجره بله خیر خیر 1هنگام بارگیری یک مدل COMSOL از Excel®، پنجره COMSOL Model به طور خودکار باز می شود و اتصال مرتبط ایجاد می شود. پنجره مدل COMSOL هندسه، مش و نتایج محاسبات را نمایش می دهد.

2وقتی مدلی حاوی جدولی با پیوندهایی به صفحه گسترده Excel® در COMSOL Desktop راه اندازی می کنید، Excel® به طور خودکار در پس زمینه راه اندازی می شود.

3 سرور COMSOL Multiphysics را می توان از یک جلسه کاری MATLAB® با استفاده از دستور سیستم شروع کرد و سپس با تایپ mphstart در این سرور به آن متصل شد. خط فرمان MATLAB®.

4 COMSOL 5.1 با میانبر MATLAB® روی دسکتاپ، سرور COMSOL Multiphysics و MATLAB® را راه اندازی می کند و سپس به طور خودکار آنها را به یکدیگر متصل می کند. هنگامی که یک مدل COMSOL را در رابط دسکتاپ COMSOL اجرا می کنید که حاوی یک تابع MATLAB® (توابع تعاریف جهانی) است، محیط MATLAB® به طور خودکار باز می شود و یک اتصال برقرار می شود.

5 برای اتصال یک جلسه کاری MATLAB® به یک سرور COMSOL Multiphysics در حال اجرا، می توانید دستور COMSOL mphstart را در خط فرمان MATLAB® وارد کنید.

نمایه برنامه کارشناسی کاربردی مدیریت - مدیریت فرم سازمانی در مورد ... "63.3 (2Ros-4Yar) D 63 نسخه توسط PKI - Pereslavl Regional Studies Initiative تهیه شده است. ویرایشگر A. Yu. Fomenko. D 63 گزارش های انجمن علمی و آموزشی Perslavl-Zalessky ... " "موسسه آموزشی حرفه ای خودمختار ایالتی" کالج ایالتی اورنبورگ "ساعت شگفت انگیز موضوع:" خانواده من پیروزی من است" متصدی: Safronova N.V. دانش آموزان: Panteleev A.A. Khusainov T.M. اورن..." 2017 www.site - "کتابخانه الکترونیکی رایگان - اسناد مختلف" مطالب موجود در این سایت برای بررسی قرار داده شده است، کلیه حقوق متعلق به نویسندگان آنها است. اگر موافق نیستید که مطالب شما در این سایت ارسال شود، لطفاً برای ما بنویسید، ما ظرف 1 تا 2 روز کاری آن را حذف خواهیم کرد.

2. راهنمای شروع سریع COMSOL

هدف از این بخش، آشنایی خواننده با محیط COMSOL، با تمرکز در درجه اول بر نحوه استفاده از رابط کاربری گرافیکی آن است. برای تسهیل این شروع سریع، این بخش فرعی یک نمای کلی از مراحل ایجاد مدل های ساده و به دست آوردن نتایج شبیه سازی ارائه می دهد.

مدل دو بعدی انتقال حرارت از کابل مسیدر یک رادیاتور ساده

این مدل برخی از اثرات گرمایش ترموالکتریک را بررسی می کند. اکیداً توصیه می شود که مراحل مدل سازی شرح داده شده در این مثال را دنبال کنید، حتی اگر متخصص انتقال حرارت نیستید. بحث در درجه اول بر نحوه استفاده از یک برنامه رابط کاربری گرافیکی COMSOL متمرکز است تا مبانی فیزیکی پدیده مدل‌سازی شده.

یک هیت سینک آلومینیومی را در نظر بگیرید که گرما را از کابل مسی عایق ولتاژ بالا حذف می کند. جریان موجود در کابل به دلیل مقاومت الکتریکی کابل گرما تولید می کند. این گرما از رادیاتور عبور می کند و در هوای اطراف پخش می شود. بگذارید دمای سطح بیرونی هیت سینک ثابت و برابر با 273 کلوین باشد.

برنج. 2.1. هندسه مقطع هسته مس با رادیاتور: 1 - رادیاتور. 2 - هادی مسی عایق الکتریکی.

این مثال هندسه رادیاتوری را شبیه سازی می کند که سطح مقطع آن یک ستاره هشت پر منظم است (شکل 2.1). بگذارید هندسه رادیاتور موازی باشد. بگذارید طول رادیاتور در جهت محور z باشد

بزرگتر از قطر دایره محصور ستاره. در این مورد، تغییرات دما در جهت محور z را می توان نادیده گرفت، یعنی. میدان دما را نیز می توان صفحه موازی در نظر گرفت. توزیع دما را می توان در یک مدل هندسی دو بعدی در مختصات دکارتی x، y محاسبه کرد.

این تکنیک نادیده گرفتن تغییرات در مقادیر فیزیکی در یک جهت اغلب برای تنظیم مدل‌های فیزیکی واقعی مناسب است. شما اغلب می توانید از تقارن برای ایجاد مدل های دو بعدی یا یک بعدی با دقت بالا استفاده کنید که به طور قابل توجهی در زمان محاسبات و حافظه صرفه جویی می کند.

فناوری مدل سازی در برنامه COMSOL GUI

برای شروع مدل سازی، باید برنامه COMSOL GUI را راه اندازی کنید. اگر MATLAB و COMSOL روی رایانه نصب شده باشند، می توان COMSOL را از دسکتاپ ویندوز یا دکمه "شروع" ("برنامه ها"، "COMSOL با متلب") راه اندازی کرد.

در نتیجه اجرای این دستور، شکل COMSOL و شکل Model Navigator بر روی صفحه نمایش گسترش می یابد (شکل 2.2).

برنج. 2.2. فرم کلیمدل اشکال ناوبر

از آنجایی که ما اکنون به یک مدل انتقال حرارت دو بعدی علاقه مند هستیم، باید در تب New Navigator در قسمت Space dimension، 2D را انتخاب کنیم. حالت های کاربردی / COMSOL Multiphysics / Heat انتقال / هدایت / حالت پایدارتجزیه و تحلیل کنید و روی OK کلیک کنید.

در نتیجه این اقدامات، شکل Model Navigator و قسمت COMSOL axes مانند آنچه در شکل نشان داده شده است به نظر می رسد. 2.3، 2.4. به‌طور پیش‌فرض، شبیه‌سازی در سیستم واحدهای SI انجام می‌شود (سیستم واحدها در تب تنظیمات مدل Navigator انتخاب می‌شود).

برنج. 2.3، 2.4. شکل ناوبر مدل COMSOL و قسمت محورها در حالت برنامه

ترسیم هندسه

برنامه COMSOL GUI اکنون برای ترسیم هندسه آماده است (حالت Draw Mode فعال است). می توانید هندسه را با اجرای دستورات در گروه Draw در منوی اصلی یا با استفاده از نوار ابزار عمودی واقع در سمت چپ شکل COMSOL ترسیم کنید.

بگذارید مبدا در مرکز هسته مس باشد. بگذارید شعاع هسته 2 میلی متر باشد. از آنجایی که رادیاتور یک ستاره منظم است، نیمی از رئوس آن بر روی دایره محاطی و نیمی دیگر بر روی دایره محصور قرار دارد. بگذارید شعاع دایره محاط شده 3 میلی متر باشد، زوایای رئوس داخلی خطوط مستقیم هستند.

روش های مختلفی برای ترسیم هندسه وجود دارد. ساده ترین آنها طراحی مستقیم با ماوس در قسمت محورها و درج اشیاء هندسی از فضای کاری متلب است.

برای مثال می توانید یک رگ مسی را به صورت زیر بکشید. دکمه نوار ابزار عمودی را فشار دهید، نشانگر ماوس را در مبدا قرار دهید، کلید Ctrl و دکمه سمت چپ ماوس را فشار داده و نگه دارید، نشانگر ماوس را از مبدا حرکت دهید تا شعاع دایره ترسیم شده برابر با 2 شود، دکمه ماوس و کلید Ctrl. کشیدن ستاره رادیاتور صحیح بسیار است

سخت تر. می‌توانید از دکمه برای رسم چند ضلعی استفاده کنید، سپس با ماوس روی آن دوبار کلیک کنید و در کادر محاوره‌ای بازشده مختصات تمام رئوس ستاره را تصحیح کنید. چنین عملیاتی بسیار پیچیده و زمان بر است. می توانید یک ستاره بکشید

ترکیبی از مربع‌ها را نشان می‌دهد که ایجاد آنها با دکمه‌ها راحت است (هنگامی که با ماوس طراحی می‌کنید، باید کلید Ctrl را نیز نگه دارید تا مربع‌ها، نه مستطیل‌ها را بگیرید). برای تعیین موقعیت دقیق مربع ها، باید روی آنها دوبار کلیک کنید و پارامترهای آنها را در کادرهای گفتگوی قابل گسترش تنظیم کنید (مختصات، طول ها و زوایای چرخش را می توان با استفاده از عبارات متلب مشخص کرد). پس از قرار دادن دقیق مربع ها، باید با انجام دنباله اقدامات زیر یک شی هندسی ترکیبی از آنها ایجاد کنید. مربع ها را با یک کلیک بر روی آنها و نگه داشتن کلید Ctrl انتخاب کنید (اشیاء انتخاب شده خواهند بود

با رنگ قهوه ای مشخص شده است)، دکمه را فشار دهید، در کادر محاوره ای گسترش یافته، فرمول شی ترکیبی را تصحیح کنید، دکمه OK را فشار دهید. فرمول شی مرکب

عبارتی است که شامل عملیات روی مجموعه ها است (در این مورد، شما به اتحاد مجموعه (+) و تفریق مجموعه ها (-) نیاز دارید). دایره و ستاره اکنون کامل شده اند. همانطور که می بینید، هر دو روش ترسیم ستاره بسیار پر زحمت هستند.

ایجاد اشیاء هندسی در فضای کاری MATLAB و سپس وارد کردن آنها در قسمت محورها با دستور برنامه COMSOL GUI بسیار ساده تر و سریعتر است. برای انجام این کار، اسکریپت محاسباتی زیر را با ویرایشگر m-file ایجاد و اجرا کنید:

C1 = circ2 (0,0,2e-3); % شی دایره r_radiator = 3e-3; % شعاع داخلی رادیاتور

R_radiator = r_radiator * sqrt (0.5) / sin (pi / 8); % شعاع بیرونی رادیاتور r_vertex = repmat (, 1,8); % مختصات شعاعی رئوس ستاره al_vertex = 0: pi / 8: 2 * pi-pi / 8; % مختصات زاویه ای رئوس ستاره x_vertex = r_vertex * Cos (al_vertex);

y_vertex = r_vertex * sin (al_vertex); % مختصات دکارتی رئوس ستاره

P1 = poly2 (x_vertex، y_vertex)؛ % شی چند ضلعی

برای وارد کردن اجسام هندسی در قسمت محورها، باید دستور را اجرا کنید فایل / وارد کردن / اشیاء هندسه... اجرای این دستور منجر به گسترش کادر محاوره ای می شود که نمای آن در شکل نشان داده شده است. 2.5.

برنج. 2.5. نمای کلی کادر محاوره ای برای درج اشیاء هندسی از فضای کاری

فشار دادن دکمه OK منجر به درج اجسام هندسی می شود (شکل 2.6). اشیاء انتخاب شده و با رنگ قهوه ای برجسته می شوند. در نتیجه این واردات، پارامترهای شبکه در برنامه COMSOL GUI به طور خودکار با کلیک کردن پیکربندی می شوند.

روی دکمه در این صورت، ترسیم هندسه را می توان کامل در نظر گرفت. مرحله بعدی مدل سازی، تعیین ضرایب PDE و تعیین شرایط مرزی است.

برنج. 2.6. نمای کلی هندسه ترسیم شده یک هسته مس حامل جریان با رادیاتور: C1، P1 - نام (برچسب) اجسام هندسی (C1 - دایره، P1 - چند ضلعی).

تنظیم نسبت های PDE

انتقال به حالت تنظیم ضرایب PDE توسط دستور Physics / Subdomain Settings انجام می شود. در این حالت، در قسمت محورها، هندسه حوزه محاسباتی به صورت اتحادی از زیرمنطقه های غیر همپوشانی نمایش داده می شود که به آنها Zone گفته می شود. برای مشاهده اعداد منطقه، باید دستور را اجرا کنید گزینه ها / برچسب ها / نمایش برچسب های زیر دامنه... نمای کلی میدان محورها با مساحت محاسبه شده در حالت PDE با نمایش اعداد ناحیه در شکل نشان داده شده است. 2.7. همانطور که می بینید، در این کار حوزه محاسباتی از دو ناحیه تشکیل شده است: منطقه شماره 1 - یک رادیاتور، منطقه شماره 2 - یک هادی حامل جریان مس.

برنج. 2.7. نمایش ناحیه محاسبه در حالت PDE

برای وارد کردن پارامترهای خواص مواد (ضرایب PDE)، از دستور PDE / PDE Specification استفاده کنید. این دستور کادر محاوره ای را برای وارد کردن ضرایب PDE باز می کند که در شکل نشان داده شده است. 2.8 (به طور کلی ظاهر این پنجره به حالت برنامه فعلی برنامه COMSOL GUI بستگی دارد).

برنج. 2.8. جعبه گفتگو برای وارد کردن ضرایب PDE در حالت انتقال حرارت اعمال شده، مناطق 1 و 2 از موادی با خواص ترموفیزیکی متفاوت تشکیل شده‌اند، منبع حرارت فقط یک هسته مسی است. بگذارید چگالی جریان در هسته d = 5e7A / m2 باشد. هدایت الکتریکی ویژه مس g = 5.998e7 S / m. ضریب هدایت حرارتی مس k = 400. اجازه دهید رادیاتور از آلومینیوم با ضریب هدایت حرارتی k = 160 ساخته شود. مشخص است که چگالی توان حجمی تلفات حرارتی هنگام عبور جریان الکتریکی از یک ماده Q = d2 / g است. منطقه 2 را در پانل انتخاب زیر دامنه انتخاب کنید و پارامترهای مربوط به مس را از مواد کتابخانه / بار بارگذاری کنید (شکل 2.9).

شکل 2.9. وارد کردن پارامترهای خصوصیات مس

حالا بیایید منطقه 1 را انتخاب کرده و پارامترهای آلومینیوم را وارد کنیم (شکل 2.10).

شکل 2.10. وارد کردن پارامترها برای خواص آلومینیوم

با کلیک بر روی دکمه Apply ضرایب PDE پذیرفته می شود. با دکمه OK می توانید کادر محاوره ای را ببندید. این ورود ضرایب PDE را کامل می کند.

تنظیم شرایط مرزی

برای تنظیم شرایط مرزی، باید برنامه COMSOL GUI را در حالت ورودی شرط مرزی قرار دهید. این انتقال توسط دستور Physics / Boundary Settings انجام می شود. در این حالت، کادر محورها بخش‌های مرز داخلی و خارجی را نمایش می‌دهد (به طور پیش‌فرض، فلش‌هایی که جهت مثبت بخش‌ها را نشان می‌دهند). نمای کلی مدل در این حالت در شکل نشان داده شده است. 2.11.

شکل 2.11. نمایش بخش های مرزی در حالت تنظیمات مرزی

در شرایط مشکل، دمای سطح بیرونی رادیاتور 273 کلوین است. برای تنظیم چنین شرایط مرزی، ابتدا باید تمام بخش های مرزی بیرونی را انتخاب کنید. برای انجام این کار، کلید Ctrl را نگه داشته و با ماوس روی تمام بخش های بیرونی کلیک کنید. بخش های انتخاب شده با رنگ قرمز برجسته می شوند (شکل 2.12 را ببینید).

برنج. 2.12. منتخب بخش های مرزی بیرونی

دستور Physics / Boundary Settings نیز کادر محاوره ای را باز می کند که در شکل نشان داده شده است. 2.13. به طور کلی، ظاهر آن به حالت شبیه سازی اعمال شده فعلی بستگی دارد.

شکل 2.13. کادر گفتگو برای وارد کردن شرایط مرزی

در شکل 2.13 مقدار دمای وارد شده را در بخش های برجسته نشان می دهد. این گفتگو همچنین دارای یک پنل برای انتخاب بخش ها است. بنابراین لازم نیست آنها را مستقیماً در قسمت محورها انتخاب کنید. اگر روی OK یا Apply، OK کلیک کنید، شرایط مرزی وارد شده پذیرفته می شود. در این مرحله، در این وظیفه، ورودی شرایط مرزی را می توان کامل در نظر گرفت. مرحله بعدی مدل سازی، تولید مش المان محدود است.

ایجاد مش المان محدود

برای تولید مش، فقط دستور Mesh / Initialise Mesh را اجرا کنید. مش به طور خودکار مطابق با تنظیمات فعلی ژنراتور مش تولید می شود. مش تولید شده به طور خودکار در شکل نشان داده شده است. 2.13.

آ). ترسیم حوزه محاسباتی نشان دهنده شرایط مرزی و معادله ای که باید حل شود. نتایج محاسبه - الگوی میدان و مقدار مقاومت گسترش

برای خاک همگن نتایج محاسبه ضریب غربالگری.

v). نتایج محاسبات تصویر مزرعه و مقدار مقاومت پخش برای یک خاک دو لایه است. نتایج محاسبه ضریب غربالگری.

2. مطالعه میدان الکتریکی در برقگیر غیرخطی

برقگیرهای غیر خطی (شکل 2.1) برای محافظت از تجهیزات ولتاژ بالا از اضافه ولتاژ استفاده می شوند. یک برقگیر معمولی عایق شده با پلیمر از یک مقاومت غیر خطی اکسید روی (1) تشکیل شده است که در داخل یک سیلندر عایق فایبرگلاس (2) قرار می گیرد، که روی سطح بیرونی آن یک پوشش عایق سیلیکونی (3) فشرده می شود. بدنه عایق برقگیر در دو سر توسط فلنج های فلزی (4) با اتصال رزوه ای به لوله فایبرگلاس بسته می شود.

اگر برقگیر تحت ولتاژ عملیاتی شبکه باشد، جریان فعالی که از مقاومت عبور می کند ناچیز است و میدان های الکتریکی در طرح در نظر گرفته شده به خوبی با معادلات الکترواستاتیک توصیف می شوند.

div gradU 0

فارغ التحصیل،

جایی که پتانسیل الکتریکی است، بردار شدت میدان الکتریکی است.

در چارچوب این کار، بررسی توزیع میدان الکتریکی در محدود کننده و محاسبه ظرفیت آن ضروری است.

شکل 2.1 ساخت یک برقگیر غیر خطی

از آنجایی که برقگیر یک بدنه چرخشی است، توصیه می شود هنگام محاسبه میدان الکتریکی از یک سیستم مختصات استوانه ای استفاده شود. به عنوان مثال، دستگاهی برای ولتاژ 77 کیلو ولت در نظر گرفته می شود. دستگاه برای کار بر روی یک پایه استوانه ای رسانا نصب می شود. دامنه محاسباتی با نشانی از ابعاد و شرایط مرزی در شکل 2.2 نشان داده شده است. ابعاد خارجی حوزه محاسباتی باید برابر با تقریباً 3-4 ارتفاع دستگاه همراه با پایه نصب با ارتفاع 2.5 متر انتخاب شود. معادله پتانسیل در شرایط تقارن استوانه ای را می توان در یک سیستم مختصات استوانه ای نوشت. با دو متغیر مستقل در فرم

شکل 2.2 دامنه محاسباتی و شرایط مرزی

در مرز ناحیه محاسبه شده (سایه دار) (شکل 2.2)، شرایط مرزی زیر تنظیم شده است: در سطح فلنج بالایی، پتانسیل مربوط به ولتاژ عملیاتی U = U 0 دستگاه، سطح فلنج پایینی و پایه دستگاه در مرزهای بیرونی به زمین متصل می شوند

در منطقه، شرایط ناپدید شدن میدان U 0 تنظیم شده است. در بخش هایی از مرز با

r = 0 شرایط تقارن محور را تنظیم می کند.

از خصوصیات فیزیکی مصالح ساختمانی برقگیر، باید ضریب گذر نسبی را تنظیم کرد که مقادیر آن در جدول 2.1 آورده شده است.

ثابت دی الکتریک نسبی زیر دامنه های حوزه محاسباتی

برنج. 2.3

ابعاد طراحی در شکل 2.3 نشان داده شده است.

برقگیر و پایه

ساخت یک مدل محاسباتی با راه اندازی Comsol Multiphysics و در تب start آغاز می شود

ما 1) نوع هندسه (بعد فضا) - متقارن محوری 2 بعدی، 2) نوع مشکل فیزیکی - ماژول AC / DC-> static-> electrostatics را انتخاب می کنیم.

توجه به این نکته ضروری است که تمام ابعاد هندسی و سایر پارامترهای مسئله باید با استفاده از سیستم واحدهای SI تنظیم شوند.

ترسیم دامنه محاسباتی را با یک مقاومت غیرخطی (1) شروع می کنیم. برای انجام این کار، در منوی Draw، specify objects-> rectangle را انتخاب کنید و عرض 0.0425 و ارتفاع 0.94 و همچنین مختصات نقطه پایه r = 0 و z = 0.08 را وارد کنید. سپس به همین ترتیب می کشیم: دیواره لوله فایبرگلاس: (عرض = 0.0205، ارتفاع = 1.05، r = 0.0425، z = 0.025). دیوار عایق لاستیکی

(عرض = 0.055، ارتفاع = 0.94، r = 0.063، z = 0.08).

در مرحله بعد، مستطیل های قسمت های زیرین فلنج ترسیم می شوند: قسمت بالایی (عرض = 0.125، ارتفاع = 0.04، r = 0، z = 1.06)، (عرض = 0.073، ارتفاع = 0.04، r = 0، z = 1.02 ) و پایین تر (عرض = 0.073، ارتفاع = 0.04، r = 0، z = 0.04)، (عرض = 0.125، ارتفاع = 0.04، r = 0، z = 0). در این مرحله از ساخت هندسه مدل، باید لبه های تیز الکترودها را گرد کنید. برای این کار از دستور Fillet در منوی Draw استفاده کنید. برای استفاده از این دستور مستطیلی که یکی از گوشه های آن صاف می شود را با ماوس انتخاب کنید و Draw-> Fillet را اجرا کنید. در مرحله بعد، با استفاده از ماوس، راس گوشه ای را که قرار است صاف شود، علامت بزنید و در پنجره باز شده، مقدار شعاع گرد را وارد کنید. با استفاده از این روش، گوشه‌های قسمتی از فلنج‌ها را که تماس مستقیم با هوا دارند گرد می‌کنیم (شکل 2.4) و شعاع اولیه گرد شدن را برابر 0.002 متر قرار می‌دهیم، همچنین این شعاع باید بر اساس محدودیت انتخاب شود. از ترشحات کرونا

پس از انجام عملیات گرد کردن لبه ها، باید پایه (پایه) و ناحیه بیرونی را بکشید. این را می توان با دستورات رسم مستطیل که در بالا توضیح داده شد انجام داد. برای پایه (عرض = 0.2، ارتفاع = 2.4، r = 0، z = -2.4) و برای ناحیه بیرونی (عرض = 10، ارتفاع = 10، r = 0، z = 2.4 -).

	مرحله بعدی آماده سازی
	مدل وظیفه فیزیکی است
	خواص عناصر ساختاری V
	وظیفه ما			دی الکتریک
	نفوذپذیری					امکانات
	ویرایش					ایجاد کردن
	لیست ثابت ها با استفاده از منو
	Options-> Constats. به سلول های جدول
	ثابت ها
	ثابت ها و معنای آنها، و
	نام ها را می توان خودسرانه اختصاص داد.
شکل 2.4 فیله	مقادیر عددی			دی الکتریک
	نفوذپذیری				مواد
	ساخت و سازها				محدود کننده
	در بالا آورده شده است. بیایید به عنوان مثال،
	به شرح زیر				دائمی

eps_var، eps_tube، eps_rubber که مقادیر عددی آنها به ترتیب ثابت دی الکتریک نسبی مقاومت غیرخطی، لوله فایبر گلاس، عایق خارجی را تعیین می کند.

سپس Сomsol Multiphysis c را با استفاده از دستور Physics-> Subdomain settings به حالت تنظیم خصوصیات زیر دامنه ها منتقل می کنیم. با استفاده از دستور پنجره بزرگنمایی، می توانید در صورت لزوم، قطعات نقاشی را بزرگ کنید. برای تنظیم خصوصیات فیزیکی یک منطقه فرعی، آن را با ماوس در نقشه انتخاب کنید یا از لیستی که پس از اجرای دستور بالا روی صفحه ظاهر می شود، انتخاب کنید. ناحیه انتخاب شده در نقاشی رنگی است. نام ثابت مربوطه را در پنجره همسانگرد ε r ویرایشگر خصوصیات زیر دامنه وارد کنید. برای زیرمنطقه بیرونی، ثابت دی الکتریک پیش فرض را 1 نگه دارید.

نواحی فرعی داخل الکترودهای پتانسیل (فلنج و پایه) باید از تجزیه و تحلیل حذف شوند. برای انجام این کار، علامت فعال در این دامنه را در پنجره ویرایشگر خصوصیات زیر دامنه بردارید. این دستور باید به عنوان مثال برای زیر ناحیه های نشان داده شده در اجرا شود

		مرحله بعدی آماده سازی مدل است
		تنظیم شرایط مرزی برای
		انتقال به	ویرایش		مرزی
		در شرایط، از دستور Physucs استفاده می شود.
		خط مورد نظر برجسته شده و با
			داده شده
		ویرایشگر شرط مرزی شروع می شود.
		نوع و مقدار		مرز	شرایط برای
		هر بخش از حاشیه در اختصاص داده شده است
		مطابقت		برنج. 2.2. هنگام واگذاری

پتانسیل فلنج بالایی نیز توصیه می شود که آن را به لیست ثابت ها اضافه کنید، به عنوان مثال، تحت نام U0 و با مقدار عددی 77000.

اتمام آماده سازی مدل برای محاسبه مش المان های محدود. برای اطمینان از دقت بالا در محاسبه میدان نزدیک لبه ها، باید از تنظیم دستی اندازه عناصر محدود در ناحیه فیله ها استفاده کنید. برای انجام این کار، در حالت ویرایش شرایط مرزی، فیله را مستقیماً با نشانگر ماوس انتخاب کنید. برای انتخاب تمام فیله ها، کلید Ctrl را نگه دارید. بعد، آیتم منو Mesh-Free mesh parametrs-> Boundary را انتخاب کنید. برای پنجره حداکثر اندازه عنصر

یک مقدار عددی را وارد کنید که با ضرب شعاع گرد در 0.1 به دست می آید. این مشبک را ایجاد می کند که با انحنای فیله لبه فلنج سازگار است. ساخت مش با دستور Mesh-> Initialize mesh انجام می شود. مش را می توان با دستور Mesh-> refine mesh ضخیم تر کرد. دستور Mesh-> Refine selection

به شما این امکان را می دهد که به اصلاح مش های محلی، به عنوان مثال، نزدیک خطوط با شعاع انحنای کوچک دست پیدا کنید. هنگامی که این دستور را با ماوس اجرا می کنید، یک ناحیه مستطیلی در نقاشی انتخاب می شود که درون آن مش اصلاح می شود. برای مشاهده مش از قبل ساخته شده، می توانید از دستور Mesh-> mesh mode استفاده کنید.

حل مسئله با دستور Solve->solve problem انجام می شود. پس از انجام محاسبات، Somsol Multiphysis به حالت پس پردازشگر سوئیچ می کند. در این حالت یک نمایش گرافیکی از نتایج محاسبات روی صفحه نمایش داده می شود. (به طور پیش فرض، این تصویر رنگی توزیع پتانسیل الکتریکی است).

برای به دست آوردن نمایش راحت تری از تصویر زمینه هنگام چاپ بر روی چاپگر، می توانید روش ارائه را به عنوان مثال به صورت زیر تغییر دهید. دستور Postprocessing-> Plot parameters ویرایشگر پس پردازشگر را باز می کند. در تب General، دو مورد را فعال کنید: Contour و Streamline. در نتیجه، تصویری از یک نقش نمایش داده خواهد شد که شامل خطوط با پتانسیل برابر و خطوط نیرو (قدرت میدان الکتریکی) است - شکل 2.6.

در چارچوب این کار، دو کار حل می شود:

انتخاب شعاع گرد شدن لبه های الکترودهای مجاور هوا، با توجه به شرایط تخلیه تاج و محاسبه ظرفیت الکتریکی برقگیر.

الف) انتخاب شعاع گوشه

هنگام حل این مشکل، باید از مقدار شدت شروع ترشحات کرونا معادل تقریباً 2.5 * 106 V / m استفاده کرد. پس از تشکیل و حل مشکل برای ارزیابی توزیع میدان الکتریکی در امتداد سطح فلنج بالایی، Сomsol Multiphysis را به حالت ویرایش شرایط مرزی تغییر دهید و بخش مورد نیاز از مرز فلنج بالایی را انتخاب کنید (شکل 9).

الگوی میدان معمولی برقگیر

تخصیص بخش مرزی فلنج برای رسم توزیع قدرت میدان الکتریکی

سپس، با استفاده از دستور Postprocessing -> Domain plot parameters-> Line extrusion، ویرایشگر بزرگی برای ترسیم توزیع های خطی و وارد کردن نام ماژول قدرت میدان الکتریکی در پنجره مقدار نمایش داده شده - normE_emes، دنبال می شود. پس از کلیک بر روی OK، نموداری از توزیع قدرت میدان در امتداد بخش انتخاب شده از مرز ساخته می شود. اگر شدت میدان از مقدار بالا بیشتر شد، باید به ساخت مدل هندسی (حالت Draw-> Draw) برگردید و شعاع گرد شدن لبه ها را افزایش دهید. پس از انتخاب شعاع گرد مناسب، توزیع تنش در امتداد سطح فلنج را با نسخه اولیه مقایسه کنید.

2) محاسبه ظرفیت الکتریکی

V در چارچوب این کار از روش انرژی برای ارزیابی ظرفیت استفاده خواهیم کرد. برای این، انتگرال حجم در کل محاسبه می شود

دامنه محاسباتی در چگالی انرژی میدان الکترواستاتیک با استفاده از دستور Postprocessing-> Subdomain integration. در این حالت، در پنجره ای که با لیستی از زیر دامنه ها ظاهر می شود، همه زیر دامنه های حاوی دی الکتریک از جمله هوا را انتخاب کنید و چگالی انرژی میدان -We_emes را به عنوان مقداری که باید یکپارچه شود انتخاب کنید. مهم است که حالت محاسبه انتگرال تقارن محوری فعال شود.... V

نتیجه محاسبه انتگرال (پس از کلیک بر روی OK) در پایین

با 2We _emes / U 2 ظرفیت شی محاسبه می شود.

اگر ثابت دی الکتریک در ناحیه مقاومت غیرخطی را با مقداری مطابق با فایبرگلاس جایگزین کنیم، آنگاه خواص ساختار مورد مطالعه کاملاً با عایق پشتیبانی از نوع میله پلیمری مطابقت دارد. ظرفیت مقره نگهدارنده را محاسبه کرده و با ظرفیت برقگیر مقایسه کنید.

1. مدل (معادله، هندسه، مشخصات فیزیکی، شرایط مرزی)

2. جدول نتایج محاسبه حداکثر شدت میدان الکتریکی در سطح فلنج بالایی در شعاع های مختلف گرد شدن. توزیع شدت میدان الکتریکی روی سطح فلنج در حداقل و حداکثر مقادیر بررسی شده شعاع گرد باید داده شود.

3. نتایج محاسبه ظرفیت خازن برقگیر و مقره نگهدارنده

4. توضیح نتایج، نتیجه گیری

3. بهینه سازی سپر الکترواستاتیک برای سرکوبگر غیرخطی نوسان.

در چارچوب این کار، لازم است بر اساس محاسبات میدان الکترواستاتیک، پارامترهای هندسی صفحه حلقوی یک برقگیر غیرخطی برای ولتاژ 220 کیلو ولت انتخاب شود. این دستگاه از دو ماژول یکسان تشکیل شده است که با نصب روی هم به صورت سری به هم متصل شده اند. کل دستگاه بر روی یک پایه عمودی به ارتفاع 2.5 متر نصب شده است (شکل 3.1).

ماژول های دستگاه یک ساختار عایق توخالی هستند استوانه ای، که داخل آن یک مقاومت غیر خطی وجود دارد که یک ستون است بخش دایره ای... بالا و پایین ماژول با فلنج های فلزی که به عنوان اتصال تماسی استفاده می شود خاتمه می یابد (شکل 3.1).

شکل 3.1 طراحی یک برقگیر دو ماژول-220 با سپر تراز

ارتفاع دستگاه مونتاژ شده حدود 2 متر است بنابراین میدان الکتریکی در طول ارتفاع آن با ناهمواری قابل توجهی توزیع می شود. این باعث توزیع نابرابر جریان در مقاومت برقگیر هنگام قرار گرفتن در معرض ولتاژ کاری می شود. در نتیجه، بخشی از مقاومت گرمایش بیشتری دریافت می کند، در حالی که در قسمت های دیگر ستون، تخلیه می شود. برای جلوگیری از این پدیده در طول کارکرد طولانی مدت، از صفحه های حلقوی نصب شده بر روی فلنج بالایی دستگاه استفاده می شود که ابعاد و مکان آن بر اساس دستیابی به یکنواخت ترین توزیع میدان الکتریکی در طول ارتفاع دستگاه انتخاب می شود. .

از آنجایی که طراحی یک برقگیر با محافظ حلقوی دارای تقارن محوری است، توصیه می شود از یک معادله دو بعدی برای پتانسیل در یک سیستم مختصات استوانه ای برای محاسبه استفاده شود.

برای حل این مشکل، Comsol MultiPhysics از ماژول تقارن محوری دو بعدی AC / DC-> Static-> Electrostatics مدل استفاده می کند. منطقه محاسباتی مطابق شکل 1 ترسیم شده است. 3.1 با در نظر گرفتن تقارن محوری.

آماده سازی دامنه محاسباتی با قیاس با کار 2 انجام می شود. توصیه می شود با استفاده از دستورات ایجاد شی مرکب در منوی Draw، نواحی داخلی فلنج های فلزی را از حوزه محاسباتی حذف کنید (شکل 3.2). ابعاد خارجی حوزه محاسباتی 3-4 ارتفاع کامل سازه است. لبه های فلنج تیز باید به شعاع 5-8 میلی متر گرد شوند.

ویژگی های فیزیکی زیر دامنه هابر اساس مقدار گذردهی نسبی مواد مورد استفاده تعیین می شود که مقادیر آن در جدول آورده شده است.

جدول 3.1

ثابت دی الکتریک نسبی مصالح ساختمانی برقگیر

	ضریب نسبی
لوله (پلاستیک شیشه ای)
عایق خارجی (لاستیک)

شرایط مرزی: 1) سطح فلنج بالایی ماژول فوقانی و سطح صفحه اکولایزر پتانسیل - ولتاژ فاز شبکه 154000 * √2 ولت; 2) سطح فلنج پایینی ماژول پایین، سطح پایه، سطح زمین - زمین؛ 3) سطح فلنج های میانی (فلنج پایین بالا و بالا ماژول پایین) پتانسیل شناور. 4) خط تقارن محوری (r = 0) - تقارن محوری. 5)

مرزهای از راه دور دامنه محاسباتی شارژ / تقارن صفر

COMSOL Multiphysics برنامه ای برای محاسبات اجزای محدود مسائل پیچیده علمی و فنی است. COMSOL Multiphysics به شما امکان می دهد تقریباً تمام فرآیندهای فیزیکی را که با معادلات دیفرانسیل جزئی توصیف می شوند، شبیه سازی کنید. این برنامه شامل حل کننده های مختلفی است که به شما کمک می کند تا به سرعت با حتی پیچیده ترین مشکلات کنار بیایید، و ساختار ساده برنامه سهولت و انعطاف پذیری استفاده را تضمین می کند. حل هر مسئله بر اساس حل عددی معادلات دیفرانسیل جزئی به روش اجزای محدود است. گستره وظایفی که خود را به مدل سازی در برنامه می دهد بسیار گسترده است. مجموعه ماژول های ویژه در برنامه تقریباً تمام حوزه های کاربرد معادلات دیفرانسیل جزئی را پوشش می دهد. COMSOL Multiphysics بر روی کامپیوترهای اتاق B-109 نصب شده است.

نمونه هایی از حل مسئله

در زیر نحوه استفاده از COMSOL Multiphysics با استفاده از نمونه های استاندارد ارائه شده همراه با این بسته توضیح داده شده است.

مثال 1

حرارت_گذرا_axi.mph
این مثال محاسبه فرآیند انتقال حرارت را بررسی می کند. بیان مسئله به شرح زیر است: یک سیلندر با هدایت حرارتی معین و دمای اولیه 0C وجود دارد. تمام سطوح بیرونی سیلندر در دمای 1000 درجه سانتیگراد نگهداری می شوند. محاسبه وابستگی دمای بدن به زمان ضروری است.
برای حل این مشکل، هنگام ایجاد یک فایل جدید در COMSOL، باید بعد متقارن محوری دو بعدی و سپس مدل Heat Transfer In Solids و Time Dependent را انتخاب کنید، زیرا مشکل ثابت نیست. هنگامی که یک پروژه جدید ایجاد می شود - در پنجره Model Builder - ما تمام اجزای موجود در پروژه خود را می بینیم.

ابتدا باید یک استوانه ایجاد کنید، برای این کار در Model Builder باید تب Model را باز کنید، روی هندسه کلیک راست کرده و مستطیل را انتخاب کنید، زیرا ما با تقارن شعاعی کار می کنیم. پس از تنظیم اندازه و محل مستطیل، می توانید دکمه Build را فشار دهید و سپس مستطیل با گرافیک در پنجره نمایش داده می شود.

حال باید خواص مواد را تنظیم کنیم. برای این کار روی Materials کلیک راست کرده و Material را انتخاب کنید. یک ماده جدید ایجاد می شود، در اینجا شما باید مشخص کنید که کدام عناصر هندسی از این ماده ساخته شده اند (به طور پیش فرض، استوانه از قبل انتخاب شده است) و پارامترهای فیزیکی مورد نیاز مواد (چگالی، گرمای ویژه و هدایت حرارتی).

مرحله بعدی تنظیم شرایط اولیه و مرزی است. این پارامترها در تب Heat Transfer In Solids مشخص شده اند. پارامتر مقادیر اولیه پیش‌فرض شرایط اولیه دمای بدن را تنظیم می‌کند. برای اضافه کردن شرایط مرزی، در مورد ما، باید بر روی انتقال حرارت در جامدات کلیک راست کرده و Temperature را انتخاب کنیم. برای این پارامتر، باید چهره ها - همه مرزها را انتخاب کنید و دمای مرزها را تنظیم کنید.


حالا می توانید شروع به محاسبه کنید. تب Study-Step 1 را باز کنید. در اینجا می توانید فاصله زمانی و مرحله زمانی مورد علاقه را مشخص کنید. سپس بر روی Study کلیک راست کرده و Compute را انتخاب کنید.

در تب نتایج، می‌توانید پارامترهای نمایش نتایج را سفارشی کنید، نمودارهایی را با صفحات مورد نظر، برش‌ها، خطوط همدما و غیره اضافه کنید.
این مثال در فایل heat_transient_axi.mph همراه با COMSOL انجام می شود.
همانطور که در این مثال می بینید، استفاده از COMSOL از بسیاری جهات بسیار شهودی است. نمونه های زیر با جزئیات کمتر مورد بحث قرار خواهند گرفت.

مثال 2

capacitor_tunable.mph
این مثال - محاسبه میدان الکترواستاتیک ایجاد شده توسط صفحات خازن - یک مسئله ثابت سه بعدی است.
هندسه از پیش تعیین شده - 2 صفحه شکل پیچیدهاز بلوک های مستطیلی تشکیل شده است که در یک بلوک دی الکتریک قرار می گیرند. برای دی الکتریک، باید یک ماده جدید ایجاد کنید و ثابت دی الکتریک آن را تنظیم کنید.

در پارامترهای مسئله الکترواستاتیک، پتانسیل صفحات تنظیم می شود. یک صفحه به زمین و دیگری به ترمینال با پتانسیل 1 ولت اختصاص داده شده است.

پس از تعیین هندسه و پتانسیل صفحات می توانید محاسبات را شروع کنید.
برای چنین مشکلی، پتانسیل موجود در بخش ها ممکن است مورد توجه باشد. برای ساخت چنین نموداری باید روی Results کلیک راست کرده و 3D Plot Group را انتخاب کنید، سپس روی گروه ایجاد شده کلیک راست کرده و Slice را انتخاب کنید. در پارامترهای Slice ایجاد شده می توانید تعداد و مکان بخش ها را پیکربندی کنید.

مثال 3

Heat_Sink.mph
این مثال فرآیند خنک کردن رادیاتور با جریان هوا را توضیح می دهد. رادیاتور به منبع گرما ثابت می شود (مدل خنک کننده ریزپردازنده بازتولید می شود). این مدل به طور همزمان شامل محاسبه انتقال حرارت داخل رادیاتور، پیکربندی جریان هوا و تبادل حرارت بین رادیاتور و هوا می باشد. این مشکل به صورت ثابت حل می شود.
برخی از ثابت های جهانی در تب Global Definitions-Parametres تنظیم می شوند.

هندسه شامل یک لوله هوا، یک رادیاتور و یک عنصر سوخت است. در مجموع از 4 ماده استفاده می شود: هوا، آلومینیوم (هیت سینک)، شیشه کوارتز (پردازنده) و خمیر حرارتی (لایه نازکی بین پردازنده و هیت سینک).
مهمترین بخش پیکربندی ماژول Conjugate Heat Transfer است. علاوه بر تنظیمات لازم برای شرایط اولیه و مرزی، عناصر زیر اضافه شده است:
1 سیال: این حالت هوای ما را به مایعی تراکم ناپذیر تبدیل می کند که در آن به دلیل ویسکوزیته حرارتی نیز وجود ندارد. این کار محاسبات را بسیار آسان تر می کند.
2 منبع حرارت: منبع حرارت پردازنده است.
3 ورودی: هوای ورودی به لوله.
4 خروجی: هوا از لوله خارج می شود.
5 دما: دمای هوای ورودی.
6 خروجی: شرایط مرزی ویژه در درب که هوا از آن خارج می شود. خروجی زمانی استفاده می شود که فرآیند انتقال حرارت عمدتاً به دلیل همرفت باشد.
7 لایه مقاوم حرارتی نازک: یک لایه نازک با رسانایی حرارتی معین - خمیر حرارتی.

پس از محاسبات، در این مثال، نموداری ساخته شده است که دما و فلش های اضافه شده را نشان می دهد که سرعت و جهت جریان هوا را نشان می دهد.

محاسبات مهندسی موفق معمولاً مبتنی بر مدل‌های آزمایشی معتبر هستند که می‌توانند تا حدی جایگزین آزمایش‌های فیزیکی و نمونه‌سازی شوند و درک بهتری از طراحی در حال توسعه یا فرآیند مورد مطالعه ارائه دهند. در مقایسه با آزمایش‌های فیزیک و آزمایش نمونه اولیه، شبیه‌سازی امکان بهینه‌سازی سریع‌تر، کارآمدتر و دقیق‌تر فرآیندها و دستگاه‌ها را فراهم می‌کند.

کاربران COMSOL Multiphysics از محدودیت‌های سفت و سختی که معمولاً در بسته‌های مدل‌سازی یافت می‌شود آزاد هستند و می‌توانند تمام جنبه‌های مدل را کنترل کنند. شما می‌توانید با شبیه‌سازی خلاق باشید و با استفاده از یک رابط کاربری گرافیکی (GUI) با ترکیب تعداد دلخواه از پدیده‌های فیزیکی و تعریف توصیف‌های سفارشی از پدیده‌های فیزیکی، معادلات و عبارات، مشکلاتی را که دشوار یا غیرممکن هستند، با رویکرد معمول حل کنید.

مدل‌های چندفیزیکی دقیق، طیف وسیعی از شرایط عملیاتی و طیف گسترده‌ای از پدیده‌های فیزیکی را در نظر می‌گیرند. بنابراین، شبیه سازی به درک، طراحی و بهینه سازی فرآیندها و دستگاه ها با در نظر گرفتن شرایط واقعی عملکرد آنها کمک می کند.

گردش کار شبیه سازی متوالی

شبیه‌سازی در COMSOL Multiphysics به شما امکان می‌دهد پدیده‌های الکترومغناطیس، مکانیک ساختاری، آکوستیک، دینامیک سیالات، انتقال حرارت و واکنش های شیمیاییو همچنین هر پدیده فیزیکی دیگری که می تواند توسط سیستم های معادلات دیفرانسیل جزئی توصیف شود. شما می توانید تمام این پدیده های فیزیکی را در یک مدل ترکیب کنید. رابط کاربری گرافیکی COMSOL Desktop® دسترسی به یک نرم افزار شبیه سازی کامل و یکپارچه را فراهم می کند. هر دستگاه و فرآیندی که مطالعه کنید، فرآیند مدل سازی منطقی و سازگار خواهد بود.

مدل سازی هندسی و تعامل با بسته های CAD شخص ثالث

عملیات، توالی ها و نمونه ها

بسته اصلی COMSOL Multiphysics حاوی ابزارهای مدل‌سازی هندسی برای ایجاد هندسه از جامدات، سطوح، منحنی‌ها و عملیات بولی است. هندسه حاصل با یک سری عملیات تعریف می‌شود، که هر کدام می‌توانند پارامترهای ورودی را دریافت کنند، که ویرایش و مطالعات پارامتری مدل‌های چندفیزیکی را تسهیل می‌کند. رابطه بین تعریف هندسه و تنظیمات فیزیک دو طرفه است - هر تغییر هندسه به طور خودکار منجر به تغییرات مربوطه در تنظیمات مدل مرتبط می شود.

هر جسم هندسی را می توان در انتخاب هایی برای استفاده بیشتر در تعریف فیزیک و شرایط مرزی، ساخت شبکه ها و نمودارها ترکیب کرد. علاوه بر این، گردش کار می تواند برای ایجاد یک بخش هندسی پارامتری استفاده شود، که سپس می تواند در کتابخانه Part ذخیره شود و در بسیاری از مدل ها مجددا استفاده شود.

واردات، پردازش، تعویق و معاملات مجازی

وارد کردن تمام فایل های استاندارد CAD و ECAD به COMSOL Multiphysics® به ترتیب با Import Data from CAD و Import Data از ماژول های ECAD پشتیبانی می شود. ماژول طراحی مجموعه ای از عملیات هندسی موجود در COMSOL Multiphysics را گسترش می دهد. ماژول‌ها داده‌های وارد کردن از CAD و Design توانایی اصلاح هندسه و حذف برخی از قطعات غیر ضروری (عملیات Defeaturing و Repair) را فراهم می‌کنند. مدل‌های مش سطحی، مانند فرمت STL، را می‌توان با استفاده از پلتفرم COMSOL Multiphysics® وارد و به اجسام هندسی تبدیل کرد. عملیات واردات به همان روشی است که همه عملیات هندسی دیگر کار می کنند - آنها می توانند از انتخاب ها و همچنین ارتباط در مطالعات پارامتری و بهینه سازی استفاده کنند.

به عنوان جایگزینی برای عملیات Defeaturing و Repair، COMSOL® همچنین شامل عملیات به اصطلاح مجازی است که تأثیر تعدادی از مصنوعات هندسی را بر روی مش المان محدود، به ویژه مرزهای کشیده و باریک، که دقت مدل‌سازی را کاهش می‌دهد، حذف می‌کند. برخلاف برداشتن قطعات در حین تعویق، عملیات مجازی انحنا یا دقت هندسه را تغییر نمی دهد، اما مش تمیزتری تولید می کند.

لیست توابع مدل سازی هندسی

• بدوی ها
  • بلوک، کره، مخروط، چنبره، بیضی، استوانه، مارپیچ، هرم، شش ضلعی
  • منحنی پارامتری، سطح پارامتری، چند ضلعی، چند ضلعی های بزیه، منحنی درون یابی، نقطه
• عملیات Extrude، Revolve، Sweep و Loft (ایجاد یک جامد جارو یا لفت 1
• عملیات بولی: اتحاد، تقاطع، تفاوت و تقسیم
• تبدیل: ایجاد یک آرایه، کپی کردن، چرخاندن، حرکت، چرخش و مقیاس بندی
• تبدیل ها:
  • تبدیل به جامد بسته، سطح، منحنی
  • Midsurface 1, Thicken 1, Split
• پخ و فیله 2
• عملیات هندسه مجازی
  • حذف جزئیات (اعمال خودکار عملیات مجازی)
  • نادیده گرفتن: رئوس، لبه ها و مرزها
  • یک شی ترکیبی تشکیل دهید: از لبه ها، مرزها یا مناطق
  • یک لبه یا حاشیه را جمع کنید
  • رئوس یا لبه ها را با هم ترکیب کنید
  • کنترل مش: رئوس، لبه ها، مرزها، مناطق
• مدل سازی ترکیبی: جامدات، سطوح، منحنی ها و نقاط
• صفحه کار با مدل سازی هندسی دو بعدی
• واردات CAD و ادغام دو جهته با افزودنی های واردات داده های CAD، طراحی و محصولات LiveLink™
• تصحیح و حذف قطعات از مدل های CAD با استفاده از ماژول های افزودنی وارد کردن داده ها از CAD، طراحی و محصولات گروه LiveLink™
  • چهره های درپوش، حذف
  • فیله، از شر لبه های کوتاه، لبه های باریک، حاشیه ها و برآمدگی ها خلاص شوید
  • جدا کردن صورت ها، بافتنی به جامد، تعمیر

1 نیاز به طراحی ماژول دارد

2 این عملیات به صورت سه بعدی به ماژول Design نیاز دارد.

این قاب دوچرخه در نرم افزار SOLIDWORKS® طراحی شده است و با چند کلیک می توان آن را به COMSOL Multiphysics® وارد کرد. همچنین می‌توانید مدل‌های هندسی را از سایر بسته‌های CAD شخص ثالث وارد کنید، یا آنها را با استفاده از ابزارهای هندسه داخلی COMSOL Multiphysics ایجاد کنید.

ابزارهای COMSOL Multiphysics ® به شما این امکان را می‌دهند که هندسه‌های CAD شخص ثالث را تغییر داده و اصلاح کنید (برای مطابقت با تحلیل FE)، مانند این مورد در یک قاب دوچرخه مدل. اگر می خواهید، می توانید این هندسه را از ابتدا در COMSOL Multiphysics ایجاد کنید.

مش المان محدود برای پروژه قاب دوچرخه. اکنون آماده است تا در COMSOL Multiphysics ® محاسبه شود.

در COMSOL Multiphysics، یک طراحی مکانیکی برای مدلی از قاب دوچرخه انجام شد. تجزیه و تحلیل نتایج می تواند نشان دهد که برای کارهای بیشتر چه تغییراتی در طراحی قاب در بسته CAD شخص ثالث ایجاد شود.

رابط ها و توابع شبیه سازی فیزیکی خارج از جعبه

بسته نرم افزاری COMSOL ® شامل رابط های فیزیک از پیش ساخته شده برای شبیه سازی طیف گسترده ای از پدیده های فیزیک، از جمله تعاملات متداول چند فیزیک بین رشته ای است. رابط‌های فیزیکی، رابط‌های کاربری تخصصی برای یک حوزه مهندسی یا تحقیقاتی خاص هستند که به شما امکان می‌دهند شبیه‌سازی پدیده فیزیکی یا پدیده‌های مورد مطالعه را به طور کامل کنترل کنید - از تنظیم پارامترهای اولیه مدل و نمونه‌برداری تا تجزیه و تحلیل نتایج.

پس از انتخاب رابط فیزیکی، بسته نرم افزاری پیشنهاد می کند که یکی از انواع مطالعات را انتخاب کنید، به عنوان مثال، با استفاده از حل کننده غیر ثابت یا ثابت. این برنامه همچنین به طور خودکار نمونه‌گیری عددی مناسب، پیکربندی حل‌کننده و تنظیمات تصویرسازی و پس پردازش را برای پدیده فیزیکی مورد مطالعه برای مدل ریاضی انتخاب می‌کند. رابط های فیزیکی را می توان آزادانه برای توصیف فرآیندهای شامل پدیده های متعدد ترکیب کرد.

پلتفرم COMSOL Multiphysics شامل مجموعه بزرگی از رابط های فیزیک پایه، مانند رابط هایی برای توصیف مکانیک جامدات، آکوستیک، دینامیک سیالات، انتقال حرارت، انتقال است. مواد شیمیاییو الکترومغناطیس با گسترش بسته پایه با ماژول های COMSOL ® اضافی، مجموعه ای از رابط های تخصصی برای مدل سازی مشکلات مهندسی خصوصی دریافت می کنید.

فهرست رابط های فیزیکی موجود و نماهای دارایی مواد

رابط های فیزیکی

• جریان های الکتریکی
• الکترواستاتیک
• انتقال حرارت در جامدات و سیالات
• گرمایش ژول
• جریان آرام
• آکوستیک فشار
• مکانیک جامدات
• حمل و نقل گونه های رقیق شده
• میدان های مغناطیسی، دو بعدی ( میدانهای مغناطیسی، به صورت دو بعدی)
• رابط های فیزیکی اختصاصی اضافی در ماژول های توسعه موجود است

مواد (ویرایش)

• مواد همسانگرد و ناهمسانگرد
• مواد ناهمگن
• مواد با خواص ناهمگن فضایی
• مواد با خواص متغیر زمان
• مواد با خواص غیرخطی بسته به کمیت فیزیکی

مدل محرک حرارتی در COMSOL Multiphysics®. شاخه انتقال حرارت برای نشان دادن تمام رابط های فیزیکی مرتبط گسترش یافته است. برای این مثال، همه ماژول های توسعه فعال هستند، بنابراین رابط های فیزیکی زیادی برای انتخاب وجود دارد.

مدل سازی شفاف و انعطاف پذیر بر اساس معادلات سفارشی

یک بسته نرم افزاری برای تحقیق و نوآوری علمی و مهندسی باید چیزی بیش از یک محیط شبیه سازی با مجموعه ای از قابلیت های از پیش تعریف شده و محدود باشد. این باید رابط هایی را برای کاربران فراهم کند تا توصیفات مدل های خود را بر اساس معادلات ریاضی ایجاد و سفارشی کنند. COMSOL Multiphysics به اندازه کافی انعطاف پذیر است تا یک مفسر معادلات ارائه دهد که عبارات، معادلات و سایر توضیحات ریاضی را قبل از ایجاد یک مدل عددی پردازش می کند. می‌توانید عبارات را در رابط‌های فیزیک اضافه و سفارشی کنید و به راحتی آنها را به هم پیوند دهید تا پدیده‌های چندفیزیکی را شبیه‌سازی کنید.

سفارشی سازی پیشرفته تر نیز در دسترس است. گزینه های سفارشی سازی با Physics Builder به شما امکان استفاده از آن را می دهد معادلات خودبرای ایجاد رابط های فیزیکی جدید که می تواند به راحتی در مدل های آینده گنجانده شود یا با همکاران به اشتراک گذاشته شود.

فهرست توابع موجود هنگام استفاده از مدل سازی مبتنی بر معادله

• معادلات دیفرانسیل جزئی شکل ضعیف (PDE)
• روش های لاگرانژ دلخواه - اویلر (ALE) برای مشکلات هندسه تغییر شکل یافته و مش های متحرک
• معادلات جبری
• معادلات دیفرانسیل معمولی (ODE)
• دیفرانسیل معادلات جبری(DAE)
• تجزیه و تحلیل حساسیت (برای بهینه سازی به یک ماژول بهینه سازی اضافی نیاز دارد)
• محاسبه مختصات منحنی

مدل فرآیند موج در فیبر نوری بر اساس معادله Korteweg - de Vries. معادلات دیفرانسیل جزئی و معادلات دیفرانسیل معمولی را می توان در نرم افزار COMSOL Multiphysics به صورت ضریب یا ماتریس ریاضی تعریف کرد.

مش بندی خودکار و دستی

نرم‌افزار COMSOL Multiphysics از انواع تکنیک‌ها و تکنیک‌های عددی برای گسسته‌سازی مدل و تولید مش بسته به نوع فیزیک یا ترکیبی از پدیده‌های فیزیکی مورد بررسی در مدل استفاده می‌کند. متداول‌ترین روش‌های نمونه‌گیری بر اساس روش اجزای محدود هستند (برای فهرست کامل روش‌ها، بخش حل‌کننده‌ها را در این صفحه ببینید). بر این اساس، یک الگوریتم مش بندی همه منظوره یک مش با عناصری از نوع مناسب برای این روش عددی تولید می کند. برای مثال، الگوریتم پیش‌فرض می‌تواند از یک مش چهاروجهی دلخواه استفاده کند یا آن را با روش مش مرزی ترکیب کند و انواع مختلف عناصر را ترکیب کند تا محاسبات سریع‌تر و دقیق‌تری ارائه دهد.

پالایش مش، بازسازی یا مش بندی تطبیقی ​​را می توان در طول فرآیند حل یا در مرحله اکتشاف ویژه برای هر نوع مش انجام داد.

لیست گزینه های موجود برای مش بندی

• مش دلخواه مبتنی بر چهار وجهی
• مش جاروب بر اساس عناصر منشوری و شش وجهی
• مش مرزی
• عناصر حجمی چهار وجهی، منشوری، هرمی و شش وجهی
• مش مثلثی دلخواه برای سطوح سه بعدی و مدل های دو بعدی

• مش چهار گوش رایگان و مش دوبعدی ساختاری (نوع نقشه برداری) برای سطوح سه بعدی و مدل های دو بعدی
• عملیات کپی مش
• عملیات هندسه مجازی
• تقسیم مش ها به مناطق، مرزها و لبه ها
• وارد کردن مش های ایجاد شده در نرم افزارهای دیگر

مش چهاروجهی بدون ساختار به صورت خودکار برای هندسه رینگ چرخ.

شبکه نیمه اتوماتیک بدون ساختار با لایه های مرزی برای هندسه میکرومیکسر.

مش طراحی شده با دست برای مدل اجزای الکترونیکی روی برد مدار چاپی. مش بندی اجزای محدود یک شبکه چهار وجهی، یک شبکه مثلثی شکل روی یک سطح و یک شبکه داخلی را در حجم ترکیب می کند.

مش سطحی مدل مهره در قالب STL ذخیره شد، به COMSOL Multiphysics وارد شد و به یک شی هندسی تبدیل شد. یک مش بدون ساختار خودکار روی آن پوشانده شده بود. هندسه STL توسط Mark Yeoman از Continuum Blue، انگلستان.

مطالعات و توالی آنها، محاسبات پارامتری و بهینه سازی

انواع مطالعه

پس از انتخاب یک رابط فیزیکی، COMSOL Multiphysics ® چندین نوع مختلف مطالعه (یا تجزیه و تحلیل) را ارائه می دهد. به عنوان مثال، در مطالعه مکانیک بدن صلب، بسته نرم افزاری مطالعات غیر ثابت، مطالعات ثابت و مطالعات فرکانس های طبیعی را ارائه می دهد. برای مسائل دینامیک سیالات محاسباتی، فقط مطالعات غیر ثابت و ثابت پیشنهاد خواهد شد. شما می توانید آزادانه انواع دیگر تحقیق را برای محاسبه خود انتخاب کنید. توالی گام های تحقیق، فرآیند حل را تعریف می کند و امکان انتخاب متغیرهای مدلی را فراهم می کند که باید در هر مرحله محاسبه شوند. راه حل های هر مرحله قبلی مطالعه می تواند به عنوان ورودی برای مراحل بعدی استفاده شود.

تحلیل پارامتریک، بهینه سازی و ارزیابی

برای هر مرحله از مطالعه، می توانید یک جارو پارامتریک را اجرا کنید که می تواند شامل یک یا چند پارامتر مدل، از جمله ابعاد هندسی یا تنظیمات در شرایط مرزی باشد. شما می توانید جاروهای پارامتریک را برای مواد مختلف و خواص آنها و همچنین برای لیستی از توابع از پیش تعریف شده انجام دهید.

میکسر استاتیک مارپیچی با استفاده از COMSOL Multiphysics Model Builder مدل‌سازی شد.