Įvadas į COMSOL Multiphysics Įvadas į COMSOL Multiphysics © 1998–2015 COMSOL Saugoma JAV patentų, išvardytų svetainėje...

- [Puslapis 2] -

10 Lauke Spindulys įveskite tbb.

Tai reiškia vidinį kampą.

134 | 11 Išoriniame kampe dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Plane Geometry ir pasirinkite Fillet.

12Grafikos lange spustelėkite tašką 6 išoriniame kampe, kad įtrauktumėte jį į sąrašą Viršūnės į filė.

13 Lauke Spindulys įveskite 2 * tbb.

Spustelėkite Sukurti pasirinktą.

Rezultatas parodytas iliustracijoje:

1 Modelių kūrimo priemonėje dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Work Plane 1 ir pasirinkite Extrude. Bloko „Extrude“ lange „Nustatymai“ lentelėje „Distances from Plane“ įveskite wbb, o ne į numatytąjį, kad plokštuma būtų išstumta iki profilio pločio.

| 135 Lentelėje galima įvesti kelias reikšmes, kad būtų sukurtos sluoksniuotos struktūros iš skirtingų medžiagų. Šiuo atveju pakanka vieno ekstruzinio sluoksnio.

2 Spustelėkite Build Selected, tada spustelėkite mygtuką Zoom Extents grafikos įrankių juostoje. Spustelėkite mygtuką Išsaugoti ir išsaugokite modelį kaip busbar.mph, jei to dar nepadarėte.

Dabar sukurkite titano varžtus, išspaudę du apskritimus dviejose darbo plokštumose.

3 Modelių kūrimo priemonėje dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Geometry 1 ir pridėkite darbo plokštumą. 2 darbo plokštumos mazgas buvo pridėtas. Darbo plokštumos bloko nustatymų lange. dalyje Plokštumos apibrėžimas, sąraše Plokštumos tipas pasirinkite Veidas lygiagretus.

136 | 4 Grafikos lange spustelėkite veidą 8, kaip parodyta toliau pateiktoje iliustracijoje, kad įtrauktumėte jį į Planar face sąrašą, esantį darbo plokštumos bloko Settings lange.

Paviršiaus numeris 8 dabar paryškintas mėlynai, o darbo plokštuma dedama ant jo.

Paviršius 8 5 Spustelėkite mygtuką Rodyti darbo plokštumą, kad nubrėžtumėte pirmąjį apskritimą, kuriame bus pirmasis varžtas.

Grafikos įrankių juostoje spustelėkite mygtuką Zoom Extents.

– & nbsp– & nbsp–

Dabar pridėkime išspaudimo operaciją.

138 | 1 Modelių kūrimo priemonėje dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Work Plane 2 ir pasirinkite Extrude. Bloko „Extrude“ nustatymų lange, pirmoje lentelės „Distances from Plane“ eilutėje įveskite -2 * tbb, kad išstumtumėte apskritimą.

2 Spustelėkite mygtuką Sukurti pasirinktą, kad sukurtumėte cilindrinę titano varžto dalį per šyną.

Nubrėžkite du likusius varžtus.

| 139 3 Dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Geometry 1 ir pasirinkite Work Plane. 3 darbo plokštumos mazgas buvo pridėtas. Nustatymų lange, 3 darbo plokštumos bloke Darbo plokštuma, sąraše Plokštumos tipas pasirinkite Lygiagretus veidas.

4 Grafikos lange spustelėkite Face 4, kaip parodyta iliustracijoje, kad įtrauktumėte jį į Planar face sąrašą, esantį darbo plokštumos bloko Settings lange.

5 Norėdami geriau matyti geometriją, spustelėkite mygtuką Rodyti darbo plokštumą bloko Work Plane lange Settings ir mygtuką Zoom Extents, esantį Graphics įrankių juostoje.

Norėdami parametruoti kitų dviejų varžtų padėtį, pridėkite apskritimus, kurie sudaro varžtų skerspjūvius.

140 | 6 Dalyje 3 darbo plokštuma dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Plane Geometry ir pasirinkite Circle.

Skyriaus nustatymų lange

Apskritimas:

Dalies Dydis ir forma lauke Spindulys įveskite rad_1.

Skiltyje Pozicija įveskite -L / 2 + 1.5e-2 lauke xw ir -wbb / 4 lauke yw.

Spustelėkite Sukurti pasirinktą.

Pakartokite ką tik sukurtus apskritimus, kad sudarytumėte trečiąjį šynos varžtą.

7 Dalyje 3 darbo plokštuma dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Plane Geometry ir pasirinkite Transforms Copy.

8 Grafikos lange spustelėkite apskritimą c1, kad jį pasirinktumėte ir įtrauktumėte į įvesties objektų sąrašą Kopijavimo bloko parametrų lange.

9 Kopijavimo nustatymų lango dalyje Poslinkis įveskite wbb / 2 lauke yw.

142 | 11 Model Builder programoje dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Work Plane 3 ir pasirinkite Extrude. Bloko „Extrude“ lange „Nustatymai“ pirmoje lentelės „Distances from Plane“ eilutėje įveskite -2 * tbb vietoj numatytojo. Spustelėkite Sukurti visus objektus.

Geometrija ir geometrijos seka turėtų atrodyti taip, kaip toliau pateiktose iliustracijose. Spustelėkite mygtuką Išsaugoti ir išsaugokite modelį kaip busbar.mph.

DALIŲ KŪRIMAS IR DALIŲ BIBLIOTEKŲ NAUDOJIMAS

Nustačius šyną ar kitą geometriją, pravartu ją išsaugoti, kad prireikus būtų galima pasinaudoti ateityje.

Mūsų peržiūrėtuose pavyzdžiuose geometrija buvo įrašyta tiesiai į COMSOL modelio failą, kuris taip pat bus naudojamas visam šynos modeliui tinkinti. Vietoj to galite sukurti dalį daugkartinio naudojimo kuris saugomas atskirame faile, kurį galima rasti dalių bibliotekose, ir gali būti naudojamas kaip sudėtingesnės COMSOL modelio geometrijos kūrimo blokas.

Kurdami šynų geometriją naudojote funkcijas, esančias skirtukuose Geometrija ir Darbo plokštuma. Meniu Dalys yra šių skirtukų grupėje Kita.

Naudodami meniu Dalys galite sukurti arba įkelti dalį ir įtraukti ją iš dalių bibliotekų į modelio geometriją. Pagal numatytuosius nustatymus sistemoje jau yra įdiegtos kelios dalių bibliotekos. Pasirinktinės dalys pridedamos prie pirminio dalių mazgo modelio medžio skiltyje Visuotiniai apibrėžimai.

Daugiau informacijos apie darbą su dalimis ir dalių bibliotekomis rasite COMSOL Multiphysics Reference Manual.

Norėdami toliau tyrinėti šynų mokymo modelį, grįžkite į skyrių „Medžiagos“ 62 puslapyje.

144 | B priedas. Spartieji klavišai ir pelės veiksmai

– & nbsp– & nbsp–

148 | C priedas. Kalbos elementai ir rezervuoti pavadinimai Modelio medžio kūrimas COMSOL prilygsta grafiniam operacijų sekos programavimui. Kai įrašote MATLAB® arba Java® modelio failą, operacijų seka sukuriama kaip bendrų programavimo teiginių sąrašas. Šiame skyriuje aptariamos šios elementų kategorijos, prieinamos pagrindine COMSOL programinės įrangos kalba:

Konstantos,

kintamieji,

Funkcijos,

operatoriai,

Išraiškos.

Šie kalbos elementai gali būti integruoti arba pasirinktiniai.

Operatoriai negali būti apibrėžti vartotojo. Išraiškos visada yra tik pritaikytos.

APIE REZERVUOTUS VARDUS

Įtaisytųjų narių vardai yra rezervuoti, todėl jų negalima nepaisyti. Kai bandysite priskirti rezervuotą pavadinimą pasirinktiniam kintamajam, parametrui ar funkcijai, sistema paryškins įvestą tekstą oranžine spalva, o pasirinkus šią teksto eilutę parodys patarimą su klaida. Funkcijų pavadinimai rezervuoti tik funkcijoms ir gali būti naudojami kintamiesiems ir parametrams. Taip pat funkcijoms gali būti naudojami kintamųjų ir parametrų pavadinimai. Toliau pateikiami dažniausiai naudojami įmontuoti elementai ir jiems skirti pavadinimai. Išsamesnį integruotų elementų sąrašą rasite COMSOL Multiphysics Reference Manual.

PROGRAMOSE NAUDOJAMI KINTAMIEJI

Modelio parametrai ir kintamieji gali būti naudojami programose.

Pavyzdžiui, galite leisti programos vartotojui pakeisti parametro reikšmę. Be to, programose naudojami kintamieji nustatomi programų kūrimo priemonėje, esančioje Deklaracijų mazge.

Tokie kintamieji yra prieinami visame pasaulyje formos objektuose ir metoduose, bet negali būti naudojami modelių kūrimo priemonėje.

| 149 Konstantos ir parametrai Konstantos yra trijų tipų: įtaisytosios matematinės ir skaitmeninės konstantos, įtaisytosios fizinės konstantos ir parametrai. Parametrai yra vartotojo nustatytos konstantos, kurias galima keisti parametrine analize. Konstantos yra skaliarai.

Toliau pateiktose lentelėse parodytos matematinės ir skaitmeninės konstantos, taip pat įtaisytosios fizinės konstantos. Konstantos ir parametrai gali būti matuojami.

PASTATYTOS MATEMATINĖS IR SKAIČIŲ KONSTANTOS

APRAŠYMAS PAVADINIMAS VERTĖ

– & nbsp– & nbsp–

| 151 PARAMETRAI Parametrai yra pasirinktinės skaliarinės konstantos modelio medžio skiltyje Global Definitions. Naudojimo pavyzdžiai:

Geometrinių matmenų parametrizavimas.

Tinklo elementų dydžių parametravimas.

Parametrų apibrėžimas parametriniams tyrimams.

Parametras gali būti deklaruojamas kaip išraiška, kurią sudaro skaičiai, parametrai, įtaisytosios konstantos, įtaisytosios parametrų funkcijos ir įtaisytosios konstantos. Parametro matmenys turi būti nurodyti laužtiniuose skliaustuose, išskyrus bematinius parametrus.

Pakeitimai

Kintamieji gali būti dviejų tipų – įtaisytieji ir vartotojo nustatyti.

Kintamieji gali būti skaliariniai arba lauko kintamieji. Kintamieji gali turėti matmenis.

Pastaba. Viena iš vartotojo nustatytų kintamųjų grupių yra ypač svarbi. Erdvinių koordinačių kintamieji ir priklausomi kintamieji. Numatytieji šių kintamųjų pavadinimai atitinkamai atspindi geometrijos erdvės ir fizinės sąsajos matmenis.

Remdamasi jūsų pasirinktais šių kintamųjų pavadinimais, COMSOL sukuria integruotų kintamųjų sąrašą – pirmosios ir antrosios eilės erdvinių koordinačių ir laiko išvestinius.

ĮSTATYTI KINTAMIEJI

PAVADINIMAS APRAŠYMO TIPAS

– & nbsp– & nbsp–

Pavyzdys: Tegul T yra temperatūros kintamojo pavadinimas 2D nuo laiko priklausomame šilumos perdavimo modelyje, o x ir y – erdvinių koordinačių pavadinimai.

Tokiu atveju bus sukurti šie integruoti kintamieji:

T, Tx, Ty, Txx, Txy, Tyx, Tyy, Tt, Txt, Tyt, Txxt, Txyt, Tyxt, Tyyt, Ttt, Txtt, Tytt, Txxtt, Txytt, Tyxtt ir Tyytt. Čia Tx atitinka temperatūros T dalinę išvestinę x atžvilgiu, o Ttt – antros eilės T išvestinę ir pan. Jei erdvinių koordinačių kintamieji turi skirtingus pavadinimus, pavyzdžiui, psi ir chi, tada Txy bus pavadintas Tpsichi, o Txt taps Tpsit. (Kintamasis t yra integruotas, todėl jo pavadinimo pakeisti negalima.)

– & nbsp– & nbsp–

Funkcijos gali būti dviejų tipų – įmontuotos ir vartotojo nustatytos.

Priklausomai nuo įvesties argumentų, funkcijos yra skaliarinės arba lauko funkcijos. Funkcijų įvesties ir išvesties argumentai gali būti matuojami.

ĮSTATYTOS MATEMATINĖS FUNKCIJOS

Šių funkcijų įvesties ir (arba) išvesties argumentai yra be matmenų.

PAVADINIMAS APRAŠYMAS SINTAKSĖS PAVYZDYS

– & nbsp– & nbsp–

ĮSTATYTOS OPERATORIAUS FUNKCIJOS

Šios įtaisytosios funkcijos veikia kitaip nei integruotos matematinės funkcijos. Jie nepaminėti vadovo tekste, bet yra įtraukti čia, kad būtų pateiktas visas rezervuotų vardų sąrašas. Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. COMSOL daugiafizikos informacinį vadovą.

VARDAS VARDAS VARDAS VARDAS

– & nbsp– & nbsp–

TINKINTOS FUNKCIJOS

Galite deklaruoti pasirinktinę funkciją modelio medžio skyriuose Visuotiniai apibrėžimai ir Komponentų apibrėžimai, pasirinkę šabloną iš meniu Funkcijos ir nurodydami pavadinimą bei išsamią funkcijos formą.

– & nbsp– & nbsp–

RAŠTO PAVADINIMO ARGUMENTAI IR APIBRĖŽIMAS SINTAKSĖS PAVYZDYS

– & nbsp– & nbsp–

RAŠTO PAVADINIMO ARGUMENTAI IR APIBRĖŽIMAS SINTAKSĖS PAVYZDYS

– & nbsp– & nbsp–

PARAMETRAI Parametrų išraiškoje gali būti skaičių, kitų parametrų, įtaisytųjų konstantų, įtaisytųjų parametrų išraiškos funkcijų ir vienanarių bei dvejetainių operatorių. Galima nustatyti parametrus.

KINTAMIEJI Kintamojo išraiškoje gali būti skaičių, parametrų, konstantų, kitų kintamųjų, funkcijų iš išraiškų su kintamaisiais, taip pat vienanarių ir dvejetainių operatorių. Kintamieji gali turėti matmenis.

FUNKCIJOS Funkcijos deklaracijoje gali būti įvesties argumentų, skaičių, parametrų, konstantų, parametrų išraiškos funkcijų su įvesties argumentais ir vienanarių bei dvejetainių operatorių.

– & nbsp– & nbsp–

COMSOL failų formatai COMSOL modelio failo tipas su plėtiniu .mph yra numatytasis ir jame yra visas modelio medis. Faile yra dvejetainių ir tekstinių duomenų. Tinklelio ir sprendimo duomenys saugomi dvejetainiu formatu, o visa kita informacija – paprastu tekstu.

„Application Builder“ failo tipas su plėtiniu .mphapp yra programa, kurią galima paleisti COMSOL Multiphysics, COMSOL Windows® kliente arba žiniatinklio naršyklėje. Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. COMSOL Multiphysics Reference Manual ir Application Builder Reference Manual.

COMSOL dvejetainių ir tekstinių failų tipuose su plėtiniais .mphbin ir .mphtxt atitinkamai yra geometrijos objektų arba tinklelio objektų, kuriuos galima importuoti tiesiai į modelio medžio skiltis Geometry ir Mesh.

.phphb Physics Builder failo tipas turi vieną ar daugiau fizikos sąsajų, kurios yra prieinamos Model Builder. Daugiau informacijos rasite „Physicist Builder Guide“.

Daugiau informacijos apie visus kitus COMSOL palaikomus formatus rasite skyriuje Palaikomi išorinių failų formatai.

– & nbsp– & nbsp–

162 | Palaikomi išoriniai CAD failų formatai CAD importavimo ir projektavimo moduliai leidžia importuoti daugybę populiarių CAD failų tipų. Papildomų failų tipų palaikymas pasiekiamas naudojant dvikryptę sąsają, kuri yra „CATIA® V5“ skirtuose „LiveLink CAD“ papildiniuose ir failų importavimo papildiniuose.

DXF (2D), VRML (3D) ir STL (3D) failų tipus COMSOL Multiphysics importuoja be jokių priedų. Jei toliau esančioje lentelėje nenurodyta kitaip, joje išvardytų failų tipų importavimą palaiko visos operacinėms sistemoms skirtos COMSOL versijos. Linux sistemos®, Mac OS X ir Windows®.

FAILO TIPO PLĖTINIS SKAITYTI RAŠYTI

– & nbsp– & nbsp–

FAILO TIPO PLĖTINIS SKAITYTI RAŠYTI

STL8.stl Taip Taip 1Reikalingas vienas iš LiveLink ™, skirtas AutoCAD®, Revit®, PTC® Creo® Parametric ™, Inventor®, PTC® Pro / ENGINEER®, Solid Edge®, SOLIDWORKS®; arba CAD importavimo modulis; arba 2 dizaino modulis Importavimo funkcija palaikoma tik operacinėse. Windows sistemos® 3 COMSOL ir susieto CAD failų sinchronizavimas palaikomas tik Windows® 7, 8 ir 8.1 4Importavimas palaikomas tik Windows® ir Linux sistemose 5 Reikia LiveLink ™, skirto Revit® 6 Reikia LiveLink ™, skirto Solid Edge® 7 Reikia CAD Importuoti CAD duomenis ); arba Dizaino modulis; arba vienas iš LiveLink ™ produktų, skirtų AutoCAD®, PTC® Creo® Parametric ™, Inventor®, PTC Pro / ENGINEER®, Solid Edge® arba SOLIDWORKS®) ir failų importavimas, skirtas CATIA® V5 8 Apribotas vienu geometriniu regionu 9 Įkelti / Iškelti iš failo naudojant susietą CAD, su sąlyga, kad toje CAD sistemoje buvo sukurta originali geometrija 10 Rašymas į failą palaikomas tik 2D ECAD geometrijai ECAD Import modulis leidžia importuoti 2D maketo failus ir automatiškai konvertuoti juos į 3D CAD modelius. „Touchstone“ failo tipas naudojamas eksportuoti S parametrus, varžos ir tolerancijos reikšmes realiuoju laiku ir iš dažnių analizės. Importuojant failo tipas SPICE Circuit Netlist konvertuojamas į taškinių grandinės elementų seką Electrical Circuit mazge.

FAILO TIPO PLĖTINIS SKAITYTI RAŠYTI

– & nbsp– & nbsp–

FAILO TIPO PLĖTINIS SKAITYTI RAŠYTI

SPICE grandinė Netlist3.cir Taip Ne 1 Reikalingas ECAD importavimas 2 Reikia vieno iš šių modulių: AC / DC, RF, MEMS arba Wave Optics 3Reikalingas vienas iš šių modulių: AC / DC, RF (radijo dažnis), MEMS (mikroelektromechaninis) sistemos), plazma arba puslaidininkis

MEDŽIAGOS DUOMENŲ BAZĖS

Cheminių reakcijų inžinerijos modulis gali skaityti CHEMKIN® failus, kad imituotų sudėtingas chemines reakcijas dujų fazėje. Plazmos modulis gali nuskaityti elektronų susidūrimo skerspjūvių rinkinius iš LXCAT failų.

FAILO TIPO PLĖTINIS SKAITYTI RAŠYTI

– & nbsp– & nbsp–

GRID NASTRAN® masinių duomenų failai naudojami masiniam tinklelio importavimui.

VRML ir STL failų tipai naudojami trikampiams paviršiaus tinkleliams importuoti ir negali būti naudojami tūriniams tinkleliams kurti. Kai importuojami kaip geometrija, VRML ir STL failai gali būti pagrindas kuriant tūrinį tinklelį konkrečioje geometrinėje srityje.

FAILO TIPO PLĖTINIS SKAITYTI RAŠYTI

– & nbsp– & nbsp–

VAIZDAI IR VAIZDO KLIPAI

Atvaizdavimo rezultatus galima eksportuoti populiariais grafiniais formatais, nurodytais toliau esančioje lentelėje. Vaizdus galima skaityti ir naudoti interpoliacijai atliekant fizinį modeliavimą.

Animuotus elementus galima eksportuoti į Animated GIF, Adobe® Flash® ir AVI formatus.

FAILO TIPO PLĖTINIS SKAITYTI RAŠYTI

– & nbsp– & nbsp–

KALBŲ IR ELEKTRONINĖS LENTELĖS PROGRAMAVIMAS

„Java®“ modelio failai yra redaguojami scenarijų failai su plėtiniu .java, kuriuose yra COMSOL komandų seka kaip Java® kodas. Modifikuokite šiuos failus teksto rengyklėje, kad pridėtumėte papildomų komandų. Šiuos Java® failus galima sukompiliuoti į Java® klasės failus su plėtiniu .class ir paleisti kaip atskiras programas.

MATLAB® modelio failai yra redaguojami scenarijų failai (M failai), panašūs į Java® modelio failus, tačiau skirti MATLAB® sistemai. Šiuose modelio failuose su plėtiniu .m yra COMSOL komandų seka kaip MATLAB® M failai. Modelio failus galima paleisti MATLAB® taip pat, kaip įprastus scenarijus M failuose. Failus galite modifikuoti teksto rengyklėje, kad pridėtumėte papildomų COMSOL komandų arba bendrųjų MATLAB® komandų. Norėdami paleisti modelio failus M failo formatu, jums reikia COMSOL LiveLink™ for MATLAB® papildinio.

FAILO TIPO PLĖTINIS SKAITYTI RAŠYTI

– & nbsp– & nbsp–

SKAIČIŲ IR INTERPOLIACIJŲ DUOMENŲ FORMATAI

Tinklelis, skyrius ir skaičiuoklės failai gali būti naudojami interpoliacijos funkcijoms apibrėžti. Tada sekcijų ir skaičiuoklių failų tipus galima nuskaityti ir naudoti interpoliacijos kreivėms apibrėžti ir į jas eksportuoti rezultatus. Be to, lenteles galima nukopijuoti ir įklijuoti į skaičiuoklių failus.

Parametrus ir kintamuosius galima importuoti ir eksportuoti kaip paprastą tekstą, kableliais atskirtas reikšmes arba duomenų failų tipus.

– & nbsp– & nbsp–

168 | Priedas E. „LiveLink™“ papildinių prijungimas Šioje lentelėje pateikiamos COMSOL programinės įrangos ir įvairių partnerių taikomųjų programų, naudojant „LiveLink“ papildinius, paleidimo parinktys.

– & nbsp– & nbsp–

Dviejų krypčių režimas Ne Ne Taip

Vieno lango režimas Taip Ne Ne 1Įkeliant COMSOL modelį iš „Excel®“, automatiškai atidaromas COMSOL modelio langas ir sukuriamas susiejimas. COMSOL modelio lange rodoma geometrija, tinklelis ir skaičiavimo rezultatai.

2Kai COMSOL Desktop paleidžiate modelį, kuriame yra lentelė su nuorodomis į Excel® skaičiuoklę, programa Excel® bus automatiškai paleista fone.

3 COMSOL Multiphysics serverį galima paleisti iš MATLAB® darbo seanso naudojant sistemos komandą, o tada prisijungti prie šio serverio įvesdami mphstart komandinė eilutė MATLAB®.

4 COMSOL 5.1 su MATLAB® nuoroda darbalaukyje paleidžia COMSOL Multiphysics serverį ir MATLAB® ir automatiškai juos sujungia. Kai paleidžiate COMSOL modelį COMSOL Desktop sąsajoje, kurioje yra MATLAB® funkcija (Global Definitions Functions), automatiškai atsidaro MATLAB® aplinka ir užmezgamas ryšys.

5 Norėdami prijungti MATLAB® darbo seansą prie veikiančio COMSOL Multiphysics serverio, MATLAB® komandų eilutėje galite įvesti komandą COMSOL mphstart.

Vadybos taikomosios bakalauro programos profilis - organizacijos formos valdymas apie ... "63,3 (2Ros-4Yar) D 63 Leidimą parengė PKI - Pereslavlio regiono studijų iniciatyva. Redaktorius A. Yu. Fomenko. D 63 Pereslavlio-Zalesskio mokslo ir švietimo draugijos pranešimai ... " „Valstybinė autonominė profesinio mokymo įstaiga“ Orenburgo valstybinė kolegija „PUIKI VALANDA Tema:“ Mano šeima – mano pergalė „Kuratorius: Safronova N.V. Studentai: Pantelejevas A.A. Khusainovas T.M. Orenas..." 2017 www.svetainė – „Nemokama elektroninė biblioteka – įvairūs dokumentai“ Šioje svetainėje esanti medžiaga yra paskelbta peržiūrai, visos teisės priklauso jų autoriams. Jei nesutinkate, kad jūsų medžiaga būtų patalpinta šioje svetainėje, parašykite mums, mes ją ištrinsime per 1-2 darbo dienas.

2. COMSOL greitas pradžios vadovas

Šio skyriaus tikslas – supažindinti skaitytoją su COMSOL aplinka, daugiausia dėmesio skiriant jos grafinės vartotojo sąsajos naudojimui. Siekiant palengvinti šią greitą pradžią, šiame poskyryje pateikiama paprastų modelių kūrimo ir modeliavimo rezultatų gavimo žingsnių apžvalga.

2D šilumos perdavimo modelis iš varinis kabelis paprastame radiatoriuje

Šis modelis tiria kai kuriuos termoelektrinio šildymo efektus. Primygtinai rekomenduojama atlikti šiame pavyzdyje aprašytus modeliavimo veiksmus, net jei nesate šilumos perdavimo specialistas; diskusijoje daugiausia dėmesio skiriama kaip naudoti COMSOL GUI programą, o ne fizinius modeliuojamo reiškinio pagrindus.

Apsvarstykite aliuminio radiatorių, kuris pašalina šilumą iš izoliuoto aukštos įtampos varinio kabelio. Srovė kabelyje generuoja šilumą dėl kabelio elektrinės varžos. Ši šiluma praeina per radiatorių ir išsisklaido į aplinkinį orą. Tegul radiatoriaus išorinio paviršiaus temperatūra yra pastovi ir lygi 273 K.

Ryžiai. 2.1. Varinės šerdies su radiatoriumi skerspjūvio geometrija: 1 - radiatorius; 2 - vario laidininkas su elektros izoliacija.

Šiame pavyzdyje imituojama radiatoriaus, kurio skerspjūvis yra taisyklinga aštuoniakampė žvaigždė, geometrija (2.1 pav.). Tegul radiatoriaus geometrija yra lygiagreti. Tegul radiatoriaus ilgis z ašies kryptimi yra

didesnis už apibrėžtojo žvaigždės apskritimo skersmenį. Tokiu atveju galima nepaisyti temperatūros svyravimų z ašies kryptimi, t.y. temperatūros laukas taip pat gali būti laikomas lygiagrečiu. Temperatūros pasiskirstymas gali būti apskaičiuojamas naudojant 2D geometrinį modelį Dekarto x, y koordinatėmis.

Šis metodas, kai nepaisoma fizikinių dydžių svyravimų viena kryptimi, dažnai yra patogu nustatant tikrus fizinius modelius. Dažnai galite naudoti simetriją kurdami didelio tikslumo 2D arba 1D modelius, taip žymiai sutaupydami skaičiavimo laiką ir atmintį.

Modeliavimo technologija COMSOL GUI programoje

Norėdami pradėti modeliuoti, turite paleisti COMSOL GUI programą. Jei kompiuteryje įdiegtos MATLAB ir COMSOL, COMSOL galima paleisti iš Windows darbalaukio arba mygtuko Pradėti (Programos, COMSOL su MATLAB).

Vykdant šią komandą, ekrane bus išplėsta forma COMSOL ir Model Navigator forma (2.2 pav.).

Ryžiai. 2.2. Bendra forma Modelių navigatoriaus formos

Kadangi dabar mus domina dvimatis šilumos perdavimo modelis, reikia pasirinkti 2D navigatoriaus skirtuke Naujas lauke Erdvės matmenys, pasirinkti modelį. Taikymo režimai / COMSOL Multiphysics / Šiluma perdavimas / laidumas / pastovi būsena analizę ir spustelėkite Gerai.

Dėl šių veiksmų Modelio navigatoriaus forma ir COMSOL ašių laukas atrodys taip, kaip parodyta Fig. 2.3, 2.4. Pagal numatytuosius nustatymus modeliavimas atliekamas SI vienetų sistemoje (vienetų sistema pasirenkama Modelio navigatoriaus skirtuke Nustatymai).

Ryžiai. 2.3, 2.4. COMSOL modelio navigatoriaus formos ir ašių laukas taikymo režimu

Piešimo geometrija

COMSOL GUI programa dabar paruošta piešti geometriją (piešimo režimas aktyvus). Geometriją galite piešti vykdydami komandas Draw grupėje pagrindiniame meniu arba naudodami vertikalią įrankių juostą kairėje COMSOL formos pusėje.

Tegul kilmė yra varinės šerdies centre. Tegul šerdies spindulys yra 2 mm. Kadangi radiatorius yra taisyklinga žvaigždė, pusė jo viršūnių yra ant įbrėžto apskritimo, o kita pusė – ant apibrėžtojo apskritimo. Tegul įbrėžto apskritimo spindulys yra 3 mm, kampai ties vidinėmis viršūnėmis yra tiesės.

Yra keletas būdų, kaip piešti geometriją. Paprasčiausias iš jų yra tiesioginis piešimas pele ašių lauke ir geometrinių objektų įterpimas iš MATLAB darbo srities.

Pavyzdžiui, vario veną galite nupiešti taip. Paspauskite vertikalios įrankių juostos mygtuką, nustatykite pelės žymeklį į pradinį tašką, paspauskite klavišą Ctrl ir kairįjį pelės mygtuką ir laikykite juos, perkelkite pelės žymeklį nuo pradžios iki nubrėžto apskritimo spindulys taps lygus 2, atleiskite pelės mygtuką ir Ctrl klavišą. Nupiešti tinkamą radiatoriaus žvaigždę yra daug

sunkiau. Mygtuku galite nubrėžti daugiakampį, tada du kartus spustelėti jį pele ir išplėstiniame dialogo lange pataisyti visų žvaigždės viršūnių koordinates. Tokia operacija yra pernelyg sudėtinga ir atima daug laiko. Galite nupiešti žvaigždę

vaizduoja kvadratų derinį, kurį patogu kurti mygtukais (piešdami pele, taip pat turite laikyti nuspaudę klavišą Ctrl, kad gautumėte kvadratus, o ne stačiakampius). Norint tiksliai išdėstyti kvadratus, reikia juos dukart spustelėti ir išplečiamuose dialogo langeliuose pakoreguoti jų parametrus (koordinates, ilgius ir sukimosi kampus galima nurodyti naudojant MATLAB išraiškas). Tiksliai išdėstę kvadratus, turite iš jų sukurti sudėtinį geometrinį objektą, atlikdami tokią veiksmų seką. Pasirinkite kvadratus vienu paspaudimu ant jų ir laikydami nuspaudę klavišą Ctrl (pasirinkti objektai bus

paryškinta ruda spalva), paspauskite mygtuką, išskleistame dialogo lange pataisykite sudėtinio objekto formulę, paspauskite mygtuką Gerai. Sudėtinė objekto formulė

Tai išraiška, apimanti operacijas su aibėmis (šiuo atveju jums reikia aibės jungties (+) ir aibių atimties (-)). Apskritimas ir žvaigždė dabar baigti. Kaip matote, abu žvaigždės piešimo būdai yra gana sudėtingi.

Daug paprasčiau ir greičiau sukurti geometrinius objektus MATLAB darbo srityje ir įterpti juos į ašių lauką su COMSOL GUI programos komanda. Norėdami tai padaryti, sukurkite ir vykdykite šį skaičiavimo scenarijų naudodami „m-file“ rengyklę:

C1 = circ2 (0,0,2e-3); % Apskritimo objektas r_radiatorius = 3e-3; % Vidinis radiatoriaus spindulys

R_radiatorius = r_radiatorius * sqrt (0,5) / sin (pi / 8); % Išorinis radiatoriaus spindulys r_vertex = repmat (, 1,8); % Radialinės žvaigždės viršūnių koordinatės al_vertex = 0: pi / 8: 2 * pi-pi / 8; % Žvaigždės viršūnių kampinės koordinatės x_vertex = r_vertex * Cos (al_vertex);

y_vertex = r_vertex * sin (al_vertex); % Žvaigždės viršūnių Dekarto koordinatės

P1 = poli2 (x_viršūnė, y_viršūnė); % Daugiakampis objektas

Norėdami įterpti geometrinius objektus į ašių lauką, turite paleisti komandą Failas / Importas / Geometrijos objektai... Vykdant šią komandą bus išplėstas dialogo langas, kurio vaizdas parodytas Fig. 2.5.

Ryžiai. 2.5. Bendras dialogo lango vaizdas geometriniams objektams įterpti iš darbo srities

Paspaudus mygtuką OK, bus įterpti geometriniai objektai (2.6 pav.). Objektai bus pasirinkti ir paryškinti ruda spalva. Dėl šio importavimo tinklelio parametrai COMSOL GUI programoje automatiškai sukonfigūruojami, kai spustelite

ant mygtuko. Šiuo atveju geometrijos brėžinys gali būti laikomas užbaigtu. Kitas modeliavimo etapas – PDE koeficientų nustatymas ir ribinių sąlygų nustatymas.

Ryžiai. 2.6. Srovę nešančios varinės šerdies su radiatoriumi nubrėžtos geometrijos bendras vaizdas: C1, P1 - geometrinių objektų pavadinimai (etiketės) (C1 - apskritimas, P1 - daugiakampis).

PDE koeficientų nustatymas

Perėjimas į PDE koeficiento nustatymo režimą atliekamas komanda „Physics / Subdomain Settings“. Šiuo režimu ašių lauke skaičiavimo srities geometrija rodoma kaip nesutampančių posričių, kurios vadinamos zonomis, sąjunga. Norėdami pamatyti zonų numerius, turite paleisti komandą Parinktys / Etiketės / Rodyti subdomeno etiketes... Bendras ašių lauko vaizdas su apskaičiuotu plotu PDE režimu su zonų numerių rodymu parodytas Fig. 2.7. Kaip matote, šioje užduotyje skaičiavimo sritis susideda iš dviejų zonų: zona Nr.1 ​​– radiatorius, zona Nr.2 – vario laidininkas.

Ryžiai. 2.7. Skaičiavimo srities vaizdas PDE režimu

Norėdami įvesti medžiagų savybių parametrus (PDE koeficientus), naudokite komandą PDE / PDE specifikacija. Ši komanda atvers PDE koeficientų įvedimo dialogo langą, parodytą Fig. 2.8 (apskritai šio lango išvaizda priklauso nuo esamo COMSOL GUI programos taikymo režimo).

Ryžiai. 2.8. PDE koeficientų įvedimo dialogo langas taikomajame šilumos perdavimo režime 1 ir 2 zonos susideda iš skirtingų termofizinių savybių medžiagų, šilumos šaltinis yra tik varinė šerdis. Tegul srovės tankis šerdyje d = 5e7A / m2; savitasis vario elektrinis laidumas g = 5,998e7 S / m; vario šilumos laidumo koeficientas k = 400; radiatorius tegul būna iš aliuminio, kurio šilumos laidumo koeficientas k = 160. Yra žinoma, kad šilumos nuostolių tūrinis galios tankis, kai medžiaga teka elektros srovei, yra Q = d2 / g. Subdomeno pasirinkimo skydelyje pasirinkite 2 zoną ir įkelkite atitinkamus parametrus variui iš bibliotekos medžiagos / įkelti (2.9 pav.).

2.9 pav. Vario savybių parametrų įvedimas

Dabar pasirinkite zoną №1 ir įveskite aliuminio parametrus (2.10 pav.).

2.10 pav. Aliuminio savybių parametrų įvedimas

Spustelėjus mygtuką Taikyti, PDE koeficientai bus priimti. Dialogą galima uždaryti mygtuku Gerai. Tai užbaigia PDE koeficientų įvedimą.

Ribinių sąlygų nustatymas

Norėdami nustatyti ribines sąlygas, turite įjungti COMSOL GUI programą į ribinės sąlygos įvesties režimą. Šį perėjimą atlieka komanda „Fizika / ribos nustatymai“. Šiuo režimu ašių laukelyje rodomi vidiniai ir išoriniai ribojantys segmentai (pagal numatytuosius nustatymus rodyklės, nurodančios teigiamas segmentų kryptis). Bendras šio režimo modelio vaizdas parodytas fig. 2.11.

2.11 pav. Ribų atkarpų rodymas ribų nustatymų režimu

Pagal problemos būklę išoriniame radiatoriaus paviršiuje temperatūra yra 273 K. Norėdami nustatyti tokią ribinę sąlygą, pirmiausia turite pasirinkti visus išorinius ribinius segmentus. Norėdami tai padaryti, laikykite nuspaudę klavišą Ctrl ir pele spustelėkite visus išorinius segmentus. Pasirinkti segmentai bus paryškinti raudonai (žr. 2.12 pav.).

Ryžiai. 2.12. Pasirinkti išoriniai ribojantys segmentai

Komanda Physics / Boundary Settings taip pat atvers dialogo langą, kuris parodytas Fig. 2.13. Apskritai jo išvaizda priklauso nuo šiuo metu taikomo modeliavimo režimo.

2.13 pav. Dialogo langas ribinėms sąlygoms įvesti

Fig. 2.13 rodo įvestą temperatūros reikšmę paryškintuose segmentuose. Šiame dialogo lange taip pat yra segmentų pasirinkimo skydelis. Taigi jums nereikės jų pasirinkti tiesiai ašių lauke. Jei spustelėsite Gerai arba Taikyti, Gerai, įvestos ribinės sąlygos bus priimtos. Šiuo metu šioje užduotyje ribinių sąlygų įvedimas gali būti laikomas baigtu. Kitas modeliavimo etapas yra baigtinių elementų tinklo generavimas.

Baigtinių elementų tinklo generavimas

Norėdami sukurti tinklelį, tiesiog paleiskite komandą Mesh / Initialise Mesh. Tinklelis bus automatiškai sugeneruotas pagal esamus tinklelio generatoriaus nustatymus. Automatiškai sugeneruotas tinklelis parodytas fig. 2.13.

a). Skaičiavimo srities brėžinys, nurodantis ribines sąlygas ir spręstiną lygtį b). Skaičiavimo rezultatai – lauko raštas ir sklaidos pasipriešinimo reikšmė

vienalyčiam dirvožemiui. Atrankos koeficiento apskaičiavimo rezultatai.

v). Skaičiavimo rezultatai yra lauko vaizdas ir dvisluoksnio dirvožemio plitimo pasipriešinimo vertė. Atrankos koeficiento apskaičiavimo rezultatai.

2. Elektrinio lauko tyrimas netiesiniame viršįtampių ribotuve

Netiesiniai viršįtampių ribotuvai (2.1 pav.) naudojami aukštos įtampos įrangai apsaugoti nuo viršįtampių. Tipiškas polimero izoliacijos viršįtampio ribotuvas susideda iš netiesinio cinko oksido rezistoriaus (1), įtaisyto izoliuojančiu stiklo pluoštu sustiprintame plastikiniame cilindre (2), ant kurio išorinio paviršiaus prispaudžiamas silikoninis izoliacinis dangtelis (3). Izoliacinis iškroviklio korpusas iš abiejų galų uždaromas metaliniais flanšais (4) su sriegine jungtimi prie stiklo pluošto vamzdžio.

Jei iškroviklis yra žemiau tinklo darbinės įtampos, tai aktyvioji srovė, tekanti per rezistorių, yra nereikšminga, o elektriniai laukai nagrinėjamoje konstrukcijoje yra gerai aprašyti elektrostatikos lygtimis.

div gradU 0

E gradU,

kur yra elektrinis potencialas, yra elektrinio lauko stiprumo vektorius.

Atliekant šį darbą būtina ištirti elektrinio lauko pasiskirstymą ribotuve ir apskaičiuoti jo talpą.

2.1 pav. Netiesinio viršįtampio ribotuvo konstrukcija

Kadangi viršįtampių ribotuvas yra sukimosi kūnas, skaičiuojant elektrinį lauką patartina naudoti cilindrinę koordinačių sistemą. Kaip pavyzdys bus svarstomas aparatas, skirtas 77 kV įtampai. Veikimo aparatas sumontuotas ant laidžios cilindrinės formos pagrindo. Skaičiavimo sritis su matmenų ir kraštinių sąlygų nuoroda parodyta 2.2 pav. Skaičiavimo srities išoriniai matmenys turi būti parenkami lygūs maždaug 3-4 aparato aukščiams kartu su instaliaciniu pagrindu, kurio aukštis 2,5 m. Potencialo lygtis cilindrinės simetrijos sąlygomis gali būti užrašoma cilindrine koordinačių sistema su dviem nepriklausomais kintamaisiais formoje

2.2 pav. Skaičiavimo sritis ir ribinės sąlygos

Prie skaičiuojamojo (tamsuoto) ploto ribos (2.2 pav.) nustatomos tokios ribinės sąlygos: viršutinio flanšo paviršiuje potencialas, atitinkantis aparato darbinę įtampą U = U 0, aparato paviršius apatinis flanšas ir aparato pagrindas yra įžeminti prie išorinės ribos

regionas, nustatomos lauko U 0 išnykimo sąlygos; pasienio ruožuose su

r = 0 nustato ašies simetrijos sąlygą.

Iš viršįtampių ribotuvo konstrukcinių medžiagų fizikinių savybių reikia nustatyti santykinį skvarbą, kurio reikšmės pateiktos 2.1 lentelėje.

Skaičiavimo srities subdomenų santykinė dielektrinė konstanta

Ryžiai. 2.3

Projektiniai matmenys pateikti 2.3 pav.

viršįtampio ribotuvai ir bazė

Skaičiavimo modelio kūrimas prasideda paleidus Comsol Multiphysics ir pradžios skirtuke

Parenkame 1) geometrijos tipą (erdvės matmenis) - 2D Axisymmetric, 2) Fizinės problemos tipą - AC / DC modulis-> statika-> elektrostatika.

Svarbu pažymėti, kad visi geometriniai matmenys ir kiti uždavinio parametrai turi būti nustatyti naudojant SI vienetų sistemą.

Skaičiavimo sritį pradedame braižyti netiesiniu rezistoriumi (1). Norėdami tai padaryti, meniu Draw pasirinkite nurodyti objektus-> stačiakampis ir įveskite plotį 0,0425 ir aukštį 0,94, taip pat bazinio taško koordinates r = 0 ir z = 0,08. Tada lygiai taip pat braižome: stiklo pluošto vamzdžio sienelę: (Plotis = 0,0205, aukštis = 1,05, r = 0,0425, z = 0,025); gumos izoliacinė siena

(plotis = 0,055, aukštis = 0,94, r = 0,063, z = 0,08).

Toliau brėžiami flanšo posričių ruošinių stačiakampiai: viršutinis (plotis = 0,125, aukštis = 0,04, r = 0, z = 1,06), (plotis = 0,073, aukštis = 0,04, r = 0, z = 1,02). ) ir apatinis (plotis = 0,073, aukštis = 0,04, r = 0, z = 0,04), (plotis = 0,125, aukštis = 0,04, r = 0, z = 0). Šiame modelio geometrijos kūrimo etape turėtumėte suapvalinti aštrius elektrodų kraštus. Norėdami tai padaryti, naudokite komandą Fillet, esančią meniu Piešti. Norėdami naudoti šią komandą, pele pasirinkite stačiakampį, kurio vienas iš kampų bus išlygintas ir vykdykite Braw-> Fillet. Tada pele pažymėkite išlyginamo kampo viršūnę ir iššokančiajame lange įveskite apvalinimo spindulio reikšmę. Šiuo metodu suapvalinsime flanšų, turinčių tiesioginį sąlytį su oru, kampus (2.4 pav.), nustatydami pradinį apvalinimo spindulį 0,002 m. Be to, šis spindulys turėtų būti pasirinktas atsižvelgiant į korona iškrova.

Atlikus kraštų apvalinimo operacijas belieka nupiešti pagrindą (pagrindą) ir išorinę sritį. Tai galima padaryti naudojant aukščiau aprašytas stačiakampio piešimo komandas. Pagrindui (plotis = 0,2, aukštis = 2,4, r = 0, z = -2,4) ir išorinei sričiai (plotis = 10, aukštis = 10, r = 0, z = -2,4).

	Kitas pasiruošimo etapas
	modelis yra fizinio uždavinys
	konstrukcinių elementų savybės. V
	mūsų užduotis			dielektrinis
	pralaidumas.					įrenginius
	redagavimas					sukurti
	konstantų sąrašas naudojant meniu
	Options-> Constats. Į lentelės langelius
	konstantos
	konstantos ir jų reikšmė, ir
	vardai gali būti priskirti savavališkai.
2.4 pav. Filė	Skaitinės reikšmės			dielektrinis
	pralaidumas				medžiagų
	konstrukcijos				ribotuvas
	yra pateiktos aukščiau. Pateikime pvz.
	Sekantis				nuolatinis

eps_var, eps_tube, eps_rubber, kurių skaitinės reikšmės atitinkamai nulems netiesinio rezistoriaus, stiklo pluošto vamzdžio, išorinės izoliacijos santykinį laidumą.

Toliau Сomsol Multiphysis c perkeliame į subdomenų savybių nustatymo režimą, naudodami komandą Physics-> Subdomain settings. Naudodami mastelio keitimo lango komandą, jei reikia, galite padidinti brėžinio dalis. Norėdami nustatyti subdomeno fizines savybes, pažymėkite jį pele brėžinyje arba pasirinkite iš sąrašo, kuris pasirodys ekrane įvykdžius aukščiau pateiktą komandą. Pasirinkta sritis brėžinyje nuspalvinama. Subdomeno ypatybių ε r izotropiniame redaktoriuje įveskite atitinkamos konstantos pavadinimą. Išoriniam subregionui laikykite numatytąją 1 dielektrinę konstantą.

Potencialių elektrodų viduje esančios dalys (jungės ir pagrindas) neturėtų būti analizuojamos. Norėdami tai padaryti, subdomeno ypatybių rengyklės lange panaikinkite žymeklį aktyvus šiame domene. Ši komanda turėtų būti vykdoma, pavyzdžiui, nurodytose srityse

		Kitas modelio paruošimo etapas yra
		ribinių sąlygų nustatymas. Dėl
		perėjimas į	redagavimas		ribinė
		sąlygos naudoti Physuc-
		norima eilutė paryškinama ir su
			duota
		paleidžiamas ribinių sąlygų redaktorius.
		Tipas ir vertė		riba	sąlygos
		kiekvienas kraštinės segmentas yra priskirtas
		atitikties		ryžių. 2.2. Skiriant

viršutinio flanšo potencialą, taip pat patartina įtraukti jį į konstantų sąrašą, pavyzdžiui, pavadinimu U0 ir skaitine reikšme 77000.

Baigiamas rengti baigtinių elementų tinklo skaičiavimo modelis. Kad būtų užtikrintas didelis lauko prie kraštų apskaičiavimo tikslumas, filė srityje turėtumėte rankiniu būdu nustatyti baigtinių elementų dydį. Norėdami tai padaryti, kraštinių sąlygų redagavimo režimu pasirinkite filė tiesiai su pelės žymekliu. Norėdami pažymėti visas filėles, laikykite nuspaudę klavišą Ctrl. Tada pasirinkite meniu elementą Mesh-Free mesh parametrs-> Boundary. Norėdami lango maksimalų elemento dydį

įveskite skaitinę reikšmę, gautą apvalinimo spindulį padauginus iš 0,1. Tai sukurs tinklelį, pritaikytą prie flanšo filė krašto kreivumo. Tinklelio konstravimas atliekamas komanda Mesh-> Initialize mesh. Tinklelis gali būti storesnis naudojant komandą Mesh-> refine mesh. Tinklelis-> Patikslinti pasirinkimą

leidžia gauti vietinį tinklelio patobulinimą, pavyzdžiui, šalia linijų su nedideliu kreivio spinduliu. Kai šią komandą vykdote pele, brėžinyje pasirenkamas stačiakampis plotas, kuriame tinklelis bus patobulintas. Norėdami peržiūrėti jau pastatytą tinklelį, galite naudoti komandą Mesh-> mesh mode.

Problema išspręsta komanda Spręsti-> išspręsti problemą. Atlikus skaičiavimus, Somsol Multiphysis persijungia į postprocesorinį režimą. Tokiu atveju ekrane rodomas grafinis skaičiavimo rezultatų vaizdas. (Pagal numatytuosius nustatymus tai yra spalvotas elektrinio potencialo pasiskirstymo vaizdas).

Norėdami gauti patogesnį lauko paveikslėlio atvaizdavimą spausdinant spausdintuvu, galite pakeisti pateikimo metodą, pavyzdžiui, taip. Komanda Postprocesing-> Plot parameters atidaro postprocesor redaktorių. Skirtuke Bendra suaktyvinkite du elementus: Contour ir Streamline. Dėl to bus rodomas vaidmens paveikslas, susidedantis iš vienodo potencialo linijų ir jėgos linijų (elektrinio lauko stiprumo) – 2.6 pav.

Šio darbo metu išsprendžiamos dvi užduotys:

prie oro esančių elektrodų kraštų apvalinimo spindulio parinkimas, atsižvelgiant į vainikinės iškrovos būklę ir viršįtampių ribotuvo elektrinės talpos apskaičiavimą.

a) Kampo spindulių pasirinkimas

Sprendžiant šią problemą, reikia vadovautis vainikinės iškrovos pradžios intensyvumo verte, lygia maždaug 2,5 * 106 V / m. Suformavus ir išsprendus problemą, norint įvertinti elektrinio lauko pasiskirstymą palei viršutinio flanšo paviršių, Сomsol Multiphysis perjunkite į ribinių sąlygų redagavimo režimą ir pasirinkite reikiamą viršutinės flanšo ribos atkarpą (9 pav.)

Tipiškas viršįtampio ribotuvo lauko modelis

Flanšo ribos atkarpos skyrimas elektrinio lauko stiprumo pasiskirstymui braižyti

Tada, naudojant komandą Postprocessing -> Domain plot parameters-> Line extrusion, dydžių redaktorius nubraižo tiesinius skirstinius ir rodomo dydžio lange įveda elektrinio lauko stiprumo modulio pavadinimą - normE_emes. Paspaudus Gerai, bus sudarytas lauko stiprumo pasiskirstymo pasirinktoje ribos atkarpoje grafikas. Jei lauko stiprumas viršija aukščiau nurodytą vertę, turėtumėte grįžti prie geometrinio modelio konstravimo (Draw-> Draw režimas) ir padidinti kraštų apvalinimo spindulį. Pasirinkę tinkamus apvalinimo spindulius, palyginkite įtempių pasiskirstymą išilgai flanšo paviršiaus su pradine versija.

2) Elektrinės talpos skaičiavimas

V Šiame darbe pajėgumų įvertinimui naudosime energetinį metodą. Tam apskaičiuojamas viso tūrio integralas

elektrostatinio lauko energijos tankio skaičiavimo sritis, naudojant komandą Postprocessing-> Subdomain integration. Tokiu atveju pasirodžiusiame lange su subdomenų sąrašu pasirinkite visus subdomenus, kuriuose yra dielektrikas, įskaitant orą, ir kaip integruojamą reikšmę pasirinkite lauko energijos tankį -We_emes. Svarbu, kad būtų įjungtas ašinės simetrijos integralinio skaičiavimo režimas.... V

integralo apskaičiavimo rezultatas (paspaudus Gerai) apačioje

Su 2We _emes / U 2 apskaičiuojama objekto talpa.

Jei netiesinio rezistoriaus srityje pakeisime dielektrinę konstantą verte, atitinkančia stiklo pluoštą, tada tiriamos konstrukcijos savybės visiškai atitiks polimerinio strypo tipo atraminį izoliatorių. Apskaičiuokite atraminio izoliatoriaus galingumą ir palyginkite jį su viršįtampio ribotuvo galia.

1. Modelis (lygtis, geometrija, fizines savybes, pasienio sąlygos)

2. Didžiausių elektrinio lauko stiprių viršutinio flanšo paviršiuje apskaičiavimo rezultatų lentelė skirtingais apvalinimo spinduliais. Turi būti pateiktas elektrinio lauko stiprio pasiskirstymas flanšo paviršiuje esant mažiausioms ir maksimalioms tirtoms apvalinimo spindulio vertėms.

3. Viršįtampių ribotuvo ir atraminio izoliatoriaus talpos skaičiavimo rezultatai

4. Rezultatų paaiškinimas, išvados

3. Netiesinio viršįtampio slopintuvo elektrostatinio ekrano optimizavimas.

Atliekant šį darbą, remiantis elektrostatinio lauko skaičiavimais, reikia parinkti netiesinio viršįtampių ribotuvo toroidinio ekrano geometrinius parametrus 220 kV įtampai. Šį įrenginį sudaro du identiški moduliai, nuosekliai sujungti vienas ant kito. Visas aparatas sumontuotas ant vertikalaus 2,5 m aukščio pagrindo (3.1 pav.).

Aparato moduliai yra tuščiavidurė izoliacinė konstrukcija cilindro formos, kurio viduje yra netiesinis rezistorius, kuris yra stulpelis apskrito pjūvio... Modulio viršus ir apačia baigiami metaliniais flanšais, naudojamais kaip kontaktinė jungtis (3.1 pav.).

3.1 pav. Dviejų modulių iškroviklio-220 su išlyginamuoju ekranu konstrukcija

Surenkamo aparato aukštis apie 2 m. Todėl elektrinis laukas pasiskirsto išilgai jo aukščio su pastebimais nelygumais. Tai sukelia netolygų srovių pasiskirstymą iškroviklio rezistoriuje, kai veikia darbinė įtampa. Dėl to dalis rezistoriaus gauna padidintą šildymą, o kitose kolonėlės dalyse jis yra iškraunamas. Siekiant išvengti šio reiškinio ilgalaikio veikimo metu, naudojami ant viršutinio aparato flanšo sumontuoti toroidiniai ekranai, kurių matmenys ir vieta parenkama atsižvelgiant į tai, kad elektrinis laukas pasiskirstytų tolygiai išilgai aparato aukščio. aparatai.

Kadangi iškroviklio su toroidiniu ekranu konstrukcija turi ašinę simetriją, skaičiuojant patartina naudoti dvimatę potencialo lygtį cilindrinėje koordinačių sistemoje.

Norėdami išspręsti problemą, Comsol MultiPhysics naudoja 2-D ašinės simetrijos AC / DC modulį-> Statinis-> Elektrostatinis modelis. Skaičiavimo plotas nubraižytas pagal Fig. 3.1 atsižvelgiant į ašinę simetriją.

Skaičiavimo srities parengimas atliekamas pagal analogiją su 2 darbu. Patartina iš skaičiavimo srities išbraukti vidines metalinių flanšų sritis (3.2 pav.), naudojant meniu Draw komandas Create composite object. Skaičiavimo srities išoriniai matmenys yra 3-4 pilni struktūros aukščiai. Aštrūs flanšo kraštai turi būti suapvalinti iki 5–8 mm spinduliu.

Subdomenų fizinės savybės nustatomi pagal naudojamų medžiagų santykinio skvarbumo vertę, kurių vertės pateiktos lentelėje

3.1 lentelė

Viršįtampių ribotuvų statybinių medžiagų santykinė dielektrinė konstanta

	Santykinis leistinumas
Vamzdis (stiklo plastikas)
Išorinė izoliacija (guma)

Pasienio sąlygos: 1) Viršutinio modulio viršutinio flanšo paviršius ir išlygiavimo ekrano paviršius Potencialas - tinklo fazės įtampa 154000 * √2 V; 2) Apačios modulio apatinio flanšo paviršius, pagrindo paviršius, žemės paviršius - žemė; 3) Tarpinių flanšų paviršius (apatinis viršutinio ir viršutinio apatinio modulio flanšas) Plūduriavimo potencialas; 4) Ašinės simetrijos linija (r = 0) – ašinė simetrija; 5)

Nuotolinės skaičiavimo srities ribos Nulinis įkrovimas / simetrija Slankiojo potencialo tipo, naudojamo tarpiniame flanše, ribinė sąlyga yra fiziškai pagrįsta viso elektrinio nulio lygybe.

COMSOL Multiphysics yra sudėtingų mokslinių ir techninių problemų baigtinių elementų skaičiavimo programa. COMSOL Multiphysics leidžia imituoti praktiškai visus fizikinius procesus, kurie aprašomi dalinėmis diferencialinėmis lygtimis. Programoje yra įvairių sprendimų, kurie padės greitai susidoroti su net sudėtingiausiomis problemomis, o paprasta programos struktūra leidžia lengvai ir lanksčiai ją naudoti. Bet kurios problemos sprendimas yra pagrįstas dalinių diferencialinių lygčių skaitiniu sprendimu baigtinių elementų metodu. Užduočių, kurias galima modeliuoti programoje, spektras yra labai platus. Specialių modulių rinkinys programoje apima beveik visas dalinių diferencialinių lygčių taikymo sritis. B-109 patalpos kompiuteriuose įdiegta COMSOL Multiphysics.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

Toliau pateikiamas aprašymas, kaip naudoti COMSOL Multiphysics naudojant standartinius pavyzdžius, pateiktus su šiuo paketu.

1 pavyzdys

heat_transient_axi.mph
Šiame pavyzdyje nagrinėjamas šilumos perdavimo proceso skaičiavimas. Problemos teiginys yra toks: yra cilindras, kurio šilumos laidumas yra nurodytas ir pradinė temperatūra yra 0С. Visuose išoriniuose cilindro paviršiuose palaikoma 1000C temperatūra. Būtina apskaičiuoti kūno temperatūros priklausomybę nuo laiko.
Norėdami išspręsti šią problemą, kurdami naują failą COMSOL, turite pasirinkti 2D ašies simetrinį matmenį, tada modelį Heat Transfer In Solids ir Time Dependent, nes problema nėra stacionari. Kai sukuriamas naujas projektas – Model Builder lange – matome visus mūsų projekte esančius komponentus.

Pirmiausia turite sukurti cilindrą, tam Model Builder turite atidaryti skirtuką Modelis, dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite geometriją ir pasirinkite stačiakampį, nes dirbame su radialine simetrija. Nustačius stačiakampio dydį ir vietą, galite paspausti mygtuką Sukurti, tada stačiakampis bus rodomas lange su grafika.

Dabar turime nustatyti medžiagos savybes. Norėdami tai padaryti, dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Medžiagos ir pasirinkite Medžiaga. Bus sukurta nauja medžiaga, čia reikia nurodyti, kokios geometrijos elementai yra pagaminti iš šios medžiagos (pagal nutylėjimą jau bus pasirinktas cilindras) ir reikiamus fizikinius medžiagos parametrus (tankį, savitąją šilumą ir šilumos laidumą).

Kitas žingsnis – nustatyti pradines ir ribines sąlygas. Šie parametrai nurodyti skirtuke Heat Transfer In Solids. Numatytasis Pradinių verčių parametras nustato pradines kūno temperatūros sąlygas. Norėdami pridėti ribines sąlygas, mūsų atveju turime dešiniuoju pelės mygtuku spustelėti Heat Transfer In Solids ir pasirinkti Temperature. Šiam parametrui reikia pasirinkti veidus – Visos ribos ir nustatyti ribų temperatūrą.


Dabar galite pradėti skaičiuoti. Atidarykite skirtuką Study-Step 1. Čia galite nurodyti laiko intervalą ir dominantį laiko žingsnį. Tada dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite Study ir pasirinkite Compute.

Skirtuke Rezultatai galite tinkinti rezultatų rodymo parametrus, pridėti grafikus su dominančiomis plokštumomis, pjūviais, izoterminėmis linijomis ir kt.
Šis pavyzdys pateiktas su COMSOL įtrauktame faile heat_transient_axi.mph.
Kaip matote šiame pavyzdyje, COMSOL naudojimas daugeliu atžvilgių yra labai intuityvus. Šie pavyzdžiai bus aptarti mažiau.

2 pavyzdys

capacitor_tunable.mph
Šis pavyzdys – kondensatoriaus plokščių sukuriamo elektrostatinio lauko apskaičiavimas – trimatė stacionari problema.
Iš anksto nustatyta geometrija - 2 plokštės sudėtinga forma sudarytas iš stačiakampių blokų, kurie dedami į dielektrinį bloką. Dielektrikui reikia sukurti naują medžiagą ir nustatyti jos dielektrinę konstantą.

Elektrostatikos uždavinio parametruose nustatomi plokščių potencialai. Viena plokštė priskiriama įžeminimui, o kita - terminalui, kurio potencialas yra 1 voltas.

Nurodę plokščių geometriją ir potencialus, galite pradėti skaičiavimus.
Esant tokiai problemai, gali sudominti sekcijų potencialas. Norėdami sukurti tokį grafiką, turite dešiniuoju pelės mygtuku spustelėti Results ir pasirinkti 3D Plot Group, tada dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite sukurtą grupę ir pasirinkite Slice. Sukurto Slice parametruose galite sukonfigūruoti sekcijų skaičių ir vietą.

3 pavyzdys

Heat_Sink.mph
Šiame pavyzdyje aprašomas radiatoriaus aušinimo oro srautu procesas. Radiatorius tvirtinamas prie šilumos šaltinio (atkuriamas mikroprocesorinio aušinimo modelis). Šiame modelyje vienu metu apskaičiuojamas šilumos perdavimas radiatoriaus viduje, oro srauto konfigūracija ir šilumos mainai tarp radiatoriaus ir oro. Ši problema išspręsta kaip stacionari.
Kai kurios pasaulinės konstantos yra apibrėžtos skirtuke Global Definitions-Parameters.

Geometriją sudaro oro vamzdis, radiatorius ir kuro elementas. Iš viso naudojamos 4 medžiagos: oras, aliuminis (aušintuvas), kvarcinis stiklas (procesorius) ir termo pasta (plonas sluoksnis tarp procesoriaus ir aušintuvo).
Svarbiausia dalis yra konjuguoto šilumos perdavimo modulio konfigūravimas. Be reikalingų pradinių ir ribinių sąlygų nustatymų, buvo pridėti šie elementai:
1 Skystis: ši sąlyga mūsų orą paverčia nesuspaudžiamu skysčiu, kuriame dėl klampumo taip pat nekaista. Tai labai palengvins skaičiavimus.
2 Šilumos šaltinis: šilumos šaltinis yra procesorius.
3 Įėjimas: oras patenka į vamzdį.
4 Išėjimas: oras išeina iš vamzdžio.
5 Temperatūra: įeinančio oro temperatūra.
6 Ištekėjimas: speciali ribinė sąlyga prie durų, pro kurias išleidžiamas oras. Ištekėjimas naudojamas, kai šilumos perdavimo procesas daugiausia vyksta dėl konvekcijos.
7 Plonas termiškai atsparus sluoksnis: plonas sluoksnis su tam tikru šilumos laidumu - terminė pasta.

Atlikus skaičiavimus, šiame pavyzdyje sudaromas grafikas, kuriame rodoma temperatūra ir pridedamos rodyklės, rodančios tekančio oro greitį ir kryptį.

Sėkmingi inžineriniai skaičiavimai dažniausiai yra pagrįsti eksperimentiškai patikrintais modeliais, kurie tam tikru mastu gali pakeisti tiek fizinius eksperimentus, tiek prototipų kūrimą ir leidžia geriau suprasti kuriamą dizainą arba tiriamą procesą. Palyginti su fiziniais eksperimentais ir prototipų testavimu, modeliavimas leidžia greičiau, efektyviau ir tiksliau optimizuoti procesus ir įrenginius.

COMSOL Multiphysics ® naudotojai neturi griežtų apribojimų, kurie paprastai būna modeliavimo paketuose, ir gali valdyti visus modelio aspektus. Galite dirbti kūrybiškai modeliuodami ir išspręsti problemas, kurios yra sudėtingos arba neįmanomos, taikant įprastą metodą, derindami neribotą skaičių fizikos reiškinių ir naudodami grafinę vartotojo sąsają (GUI) apibrėždami pasirinktinius fizikos reiškinių, lygčių ir išraiškų aprašymus.

Tiksliuose daugiafizikos modeliuose atsižvelgiama į įvairias veikimo sąlygas ir įvairius fizikinius reiškinius. Taigi, modeliavimas padeda suprasti, projektuoti ir optimizuoti procesus ir įrenginius, atsižvelgiant į realias jų veikimo sąlygas.

Nuoseklios modeliavimo darbo eiga

COMSOL Multiphysics® modeliavimas leidžia tyrinėti elektromagnetizmo, konstrukcijos mechanikos, akustikos, skysčių dinamikos, šilumos perdavimo ir cheminės reakcijos, taip pat bet kokie kiti fizikiniai reiškiniai, kuriuos galima apibūdinti dalinių diferencialinių lygčių sistemomis. Visus šiuos fizinius reiškinius galite sujungti viename modelyje. COMSOL Desktop® grafinė vartotojo sąsaja suteikia prieigą prie visos integruotos modeliavimo programinės įrangos. Kad ir kokius įrenginius ir procesus tyrinėtumėte, modeliavimo procesas bus logiškas ir nuoseklus.

Geometrinis modeliavimas ir sąveika su trečiųjų šalių CAD paketais

Operacijos, sekos ir pavyzdžiai

Pagrindiniame COMSOL Multiphysics ® pakete yra geometrinio modeliavimo įrankiai, skirti sukurti geometriją iš kietųjų kūnų, paviršių, kreivių ir Būlio operacijų. Gautą geometriją apibrėžia eilė operacijų, kurių kiekviena gali gauti įvesties parametrus, o tai palengvina daugiafizikos modelių redagavimą ir parametrinius tyrimus. Ryšys tarp geometrijos apibrėžimo ir fizikos nustatymų yra dvipusis – bet koks geometrijos pakeitimas automatiškai sukelia atitinkamus susijusių modelio nustatymų pakeitimus.

Bet kokie geometriniai objektai gali būti sujungti į pasirinkimus, kad būtų galima toliau naudoti nustatant fiziką ir ribines sąlygas, kuriant tinklelius ir grafikus. Be to, darbo eiga gali būti naudojama kuriant parametrizuotą geometrijos dalį, kurią vėliau galima išsaugoti dalių bibliotekoje ir pakartotinai panaudoti daugelyje modelių.

Importuoti, apdoroti, atidėti ir virtualias operacijas

Visų standartinių CAD ir ECAD failų importavimas į COMSOL Multiphysics® palaikomas atitinkamai su Importuoti duomenis iš CAD ir Importuoti duomenis iš ECAD modulių. Projektavimo modulis išplečia geometrinių operacijų rinkinį, prieinamą COMSOL Multiphysics ®. Moduliai Duomenų importavimas iš CAD ir dizaino suteikia galimybę taisyti geometriją ir pašalinti kai kurias nereikalingas dalis (operacijos Defeaturing ir Repair). Paviršiaus tinklelio modelius, tokius kaip STL formatas, galima importuoti ir konvertuoti į geometrinius objektus naudojant pagrindinę COMSOL Multiphysics ® platformą. Importavimo operacijos veikia taip pat, kaip ir visos kitos geometrinės operacijos – parametriniuose ir optimizavimo tyrimuose jos gali naudoti pasirinkimus ir asociatyvumą.

Kaip alternatyva defeaturing ir Repair operacijoms, COMSOL ® taip pat apima vadinamąsias virtualias operacijas, kurios pašalina daugelio geometrinių artefaktų įtaką baigtinių elementų tinkleliui, ypač pailgas ir siauras ribas, kurios sumažina modeliavimo tikslumą. Skirtingai nei dalių pašalinimas atidėjimo metu, virtualios operacijos nekeičia geometrijos kreivumo ar tikslumo, bet sukuria švaresnį tinklelį.

Geometrinio modeliavimo funkcijų sąrašas

• Primityvūs
  • Blokas, rutulys, kūgis, toras, elipsoidas, cilindras, spiralė, piramidė, šešiakampis
  • Parametrinė kreivė, parametrinis paviršius, daugiakampis, Bézier daugiakampiai, interpoliacijos kreivė, taškas
• Ekstrudavimo, sukimosi, šlavimo ir pakėlimo operacijos (sukurkite išstumtą arba pakeliamą kietą medžiagą 1
• Būlio operacijos: sąjunga, sankirta, skirtumas ir padalijimas
• Transformacijos: masyvas, kopijavimas, apversimas, perkėlimas, pasukimas ir mastelio keitimas
• Konversijos:
  • Konvertuoti į uždarą kietą, paviršių, kreivę
  • Vidurinis paviršius 1, sustorėjimas 1, suskaidytas
• Nusklembimas ir filė 2
• Virtualios geometrijos operacijos
  • Pašalinti detales
  • Ignoruoti: viršūnes, kraštus ir ribas
  • Suformuokite sudėtinį objektą: iš kraštų, kraštinių ar sričių
  • Sutraukti kraštą arba kraštą
  • Sujunkite viršūnes arba briaunas
  • Tinklo valdymas: viršūnės, briaunos, kraštinės, plotai
• Hibridinis modeliavimas: kietieji elementai, paviršiai, kreivės ir taškai
• Darbo plokštuma su 2D geometriniu modeliavimu
• CAD importas ir dvikryptis integravimas su CAD duomenų importavimo priedais, dizaino ir LiveLink™ produktais
• Taisykite ir pašalinkite dalis iš CAD modelių naudodami CAD Import, Design ir LiveLink™ produktus
  • Dangtelių veidai, Ištrinti
  • Filė, Atsikratykite trumpų kraštų, siaurų kraštų, kraštų ir išsikišimų
  • Atskirti paviršius, megzti iki vientiso, taisyti

1 Reikalingas modulio dizainas

2 Šioms 3D operacijoms atlikti reikalingas dizaino modulis.

Šis dviračio rėmas buvo sukurtas naudojant SOLIDWORKS® programinę įrangą ir keliais paspaudimais gali būti importuojamas į COMSOL Multiphysics®. Taip pat galite importuoti geometrijos modelius iš kitų trečiųjų šalių CAD paketų arba sukurti juos naudodami COMSOL Multiphysics ® integruotus geometrijos įrankius.

COMSOL Multiphysics ® įrankiai leidžia modifikuoti ir taisyti trečiųjų šalių CAD geometrijas (kad atitiktų FE analizę), kaip šiuo atveju modelio dviračio rėme. Jei norite, galite sukurti šią geometriją nuo nulio naudodami COMSOL Multiphysics®.

baigtinių elementų tinklelis dviračio rėmo projektui. Dabar jis paruoštas skaičiuoti naudojant COMSOL Multiphysics®.

COMSOL Multiphysics® buvo atlikta dviračio rėmo modelio mechaninė konstrukcija. Rezultatų analizė gali pasiūlyti, kokius rėmelio dizaino pakeitimus atlikti trečiosios šalies CAD pakete, kad būtų galima atlikti tolesnį darbą.

Paruoštos fizinio modeliavimo sąsajos ir funkcijos

COMSOL ® programinės įrangos pakete yra iš anksto sukurtos fizikos sąsajos, skirtos įvairiems fizikos reiškiniams, įskaitant įprastas tarpdisciplinines daugiafizikos sąveikas, imituoti. Fizinės sąsajos – tai specializuotos konkrečios inžinerijos ar tyrimų srities vartotojo sąsajos, leidžiančios nuodugniai kontroliuoti tiriamo fizikinio reiškinio ar reiškinių modeliavimą – nuo ​​pradinių modelio parametrų nustatymo ir atrankos iki rezultatų analizės.

Pasirinkus fizinę sąsają, programinis paketas siūlo pasirinkti vieną iš studijų tipų, pavyzdžiui, naudojant nestacionarų ar stacionarų sprendiklį. Programa taip pat automatiškai parenka matematiniam modeliui atitinkamą skaitinį atranką, sprendiklio konfigūraciją ir vizualizavimo bei papildomo apdorojimo parametrus, tinkamus tiriamam fizikiniam reiškiniui. Fizinės sąsajos gali būti laisvai derinamos, kad būtų aprašyti procesai, apimantys kelis reiškinius.

COMSOL Multiphysics® platforma apima daugybę pagrindinių fizikos sąsajų, tokių kaip sąsajos, skirtos aprašyti kietųjų medžiagų mechaniką, akustiką, skysčių dinamiką, šilumos perdavimą, perdavimą. cheminių medžiagų ir elektromagnetizmas. Išplėtę bazinį paketą papildomais COMSOL ® moduliais, gausite specializuotų sąsajų rinkinį privačioms inžinerinėms problemoms modeliuoti.

Galimų fizinių sąsajų ir materialinių savybių rodinių sąrašas

Fizinės sąsajos

• Elektros srovės
• Elektrostatika
• Šilumos perdavimas kietose ir skysčiuose
• Džaulio šildymas
• Laminarinis srautas
• Slėgio akustika
• Tvirta mechanika
• Atskiestų rūšių gabenimas
• Magnetiniai laukai, 2D ( Magnetiniai laukai, 2D)
• Papildomos specialios fizinės sąsajos yra išplėtimo moduliuose

Medžiaga (redaguoti)

• Izotropinės ir anizotropinės medžiagos
• Nehomogeniškos medžiagos
• Erdviškai nehomogeniškų savybių turinčios medžiagos
• Laikui bėgant kintančių savybių turinčios medžiagos
• Medžiagos, kurių netiesinės savybės priklauso nuo fizikinio dydžio

Šiluminės pavaros modelis COMSOL Multiphysics®. Šilumos perdavimo šaka išplėsta, kad būtų rodomos visos susijusios fizinės sąsajos. Šiame pavyzdyje įjungti visi išplėtimo moduliai, todėl galima rinktis iš daugybės fizinių sąsajų.

Skaidrus ir lankstus modeliavimas, pagrįstas individualiomis lygtimis

Programinės įrangos paketas, skirtas moksliniams ir inžineriniams tyrimams ir inovacijoms, turėtų būti ne tik modeliavimo aplinka su iš anksto apibrėžtomis ir ribotomis galimybėmis. Ji turėtų suteikti naudotojams sąsajas, leidžiančias kurti ir tinkinti savo modelių aprašymus, pagrįstus matematinėmis lygtimis. COMSOL Multiphysics ® yra pakankamai lanksti, kad galėtų pateikti lygčių interpretatorių, kuris apdoroja išraiškas, lygtis ir kitus matematinius aprašymus prieš kurdamas skaitmeninį modelį. Fizikos sąsajose galite pridėti ir tinkinti išraiškas, lengvai jas susiedami, kad imituotumėte daugiafizikos reiškinius.

Taip pat galimas sudėtingesnis tinkinimas. Tinkinimo parinktys naudojant „Physics Builder“ leidžia naudoti savas lygtis sukurti naujas fizines sąsajas, kurias vėliau būtų galima lengvai įtraukti į būsimus modelius arba bendrinti su kolegomis.

Funkcijų, galimų naudojant lygtimis pagrįstą modeliavimą, sąrašas

• Silpnos formos dalinės diferencialinės lygtys (PDE)
• Savavališki Lagrange – Eulerio metodai (ALE) problemoms dėl deformuotos geometrijos ir judančių akių
• Algebrinės lygtys
• Įprastosios diferencialinės lygtys (ODE)
• Diferencialinis algebrines lygtis(DAE)
• Jautrumo analizė (optimizavimui reikalingas papildomas optimizavimo modulis)
• Kreivinių koordinačių skaičiavimas

Banginio proceso modelis optiniame pluošte remiantis Korteweg-de Vries lygtimi. Dalinės diferencialinės lygtys ir paprastosios diferencialinės lygtys gali būti apibrėžtos COMSOL Multiphysics® programinėje įrangoje koeficiento arba matematinės matricos forma.

Automatinis ir rankinis sujungimas

COMSOL Multiphysics ® programinė įranga naudoja įvairius skaitmeninius metodus ir metodus modeliui atskirti ir tinkleliui generuoti, atsižvelgiant į modelyje tiriamą fizikos tipą arba fizikinių reiškinių derinį. Dažniausiai naudojami atrankos metodai yra pagrįsti baigtinių elementų metodu (išsamų metodų sąrašą rasite šio puslapio skyriuje „Spręstojai“). Atitinkamai, bendrosios paskirties susiejimo algoritmas sukuria tinklelį su elementais, tinkančiais šiam skaitmeniniam metodui. Pavyzdžiui, numatytasis algoritmas gali naudoti savavališką tetraedrinį tinklelį arba derinti jį su ribinio tinklo metodu, derinant skirtingų tipų elementus, kad būtų galima greičiau ir tiksliau atlikti skaičiavimus.

Tinklo tobulinimas, atstatymas arba adaptyvus tinklelis gali būti atliekamas bet kokio tipo tinklelio tirpalo ar specialaus tyrinėjimo metu.

Galimų tinklelio parinkčių sąrašas

• Savavališkas tinklelis, pagrįstas tetraedrais
• Šluotas tinklelis, pagrįstas prizminiais ir šešiakampiais elementais
• Ribinis tinklelis
• Tetraedriniai, prizminiai, piramidiniai ir šešiakampiai tūriniai elementai
• Savavališkas trikampis tinklelis 3D paviršiams ir 2D modeliams

• Nemokamas keturkampis tinklelis ir struktūrinis 2D tinklelis (mapped tipo) 3D paviršiams ir 2D modeliams
• Tinklelio kopijavimo operacija
• Virtualios geometrijos operacijos
• Tinklų padalijimas į sritis, ribas ir kraštus
• Importuoti tinklelius, sukurtus kita programine įranga

Automatiškai generuojamas nestruktūrinis tetraedrinis tinklelis, skirtas ratlankio geometrijai.

Pusiau automatinis nestruktūrinis tinklelis su ribiniais sluoksniais mikro maišytuvo geometrijai.

Ranka nupieštas tinklelis elektroninio komponento modeliui ant spausdintinės plokštės. Baigtinių elementų tinklelis sujungia tetraedrinį tinklelį, trikampį tinklelį ant paviršiaus ir tinklelį, kuris įtraukiamas į tūrį.

Slankstelio modelio paviršiaus tinklelis buvo išsaugotas STL formatu, importuotas į COMSOL Multiphysics® ir konvertuotas į geometrinį objektą. Ant jo buvo uždėtas automatinis nestruktūrinis tinklelis. STL geometrija suteikta Mark Yeoman iš Continuum Blue, JK.

Tyrimai ir jų sekos, parametriniai skaičiavimai ir optimizavimas

Studijų tipai

Pasirinkus fizinę sąsają, COMSOL Multiphysics ® siūlo kelių skirtingų tipų tyrimus (arba analizes). Pavyzdžiui, kietosios mechanikos studijose programinės įrangos paketas siūlo nestacionarius, stacionarius ir natūraliųjų dažnių tyrimus. Skaičiavimo skysčių dinamikos problemoms spręsti bus siūlomi tik nestacionarūs ir stacionarūs tyrimai. Skaičiavimui galite laisvai pasirinkti kitų tipų tyrimus. Tyrimo žingsnių sekos apibrėžia sprendimo procesą ir leidžia pasirinkti modelio kintamuosius, kuriuos reikia apskaičiuoti kiekviename žingsnyje. Bet kurių ankstesnių tyrimo etapų sprendimai gali būti naudojami kaip įvestis kitiems etapams.

Parametrinė analizė, optimizavimas ir įvertinimas

Bet kuriame tyrimo etape galite atlikti parametrinį nuskaitymą, kuris gali apimti vieną ar daugiau modelio parametrų, įskaitant geometrinius matmenis arba parametrus ribinėmis sąlygomis. Galite atlikti įvairių medžiagų ir jų savybių parametrinius šlavimus, taip pat iš anksto nustatytų funkcijų sąrašą.

Spiralinis statinis maišytuvas buvo sumodeliuotas naudojant COMSOL Multiphysics® Model Builder.