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COMSOL Multiphysics 6.3版提供了新的仿真功能,包括显著的性能改进和用户界面更新。新的放电模块可实现气体、液体和固体的详细放电和击穿模拟,而GPU加速可将声学模拟和替代模型训练速度提高25倍。新的几何准备工具生成更高质量的网格,更快,更稳健的模拟。交互式Java环境支持使用COMSOL API进行即时模型编辑,并提供可选的聊天机器人来协助Java编程。
结构力学中新的多物理场能力包括建模薄结构和受潮膨胀的机电特性,以及简化点焊和紧固件处理。流体流动模型已扩展到雷诺应力湍流模型,该模型用于模拟各向异性和分离的流动模式。电磁学仿真现在为MEMS器件提供了更精确的静电力计算,并为电机和变压器中中间层压力铁的有效建模提供了新功能。新的工作流程大大改善了波光学中周期结构的处理,而用于传输线的新的RLGC参数提取工具进一步增强了射频和微波建模。
新特性:
1.新的 COMSOL Runtime? 灵活性和更新选项
使用 COMSOL Compiler? 创建的编译应用程序使用 COMSOL Runtime? 执行,它提供了几何创建、网格划分、求解、结果分析和可视化所需的软件组件。COMSOL Runtime? 可以嵌入到编译的应用程序中,也可以在用户首次运行应用程序时按需下载。
在 COMSOL Compiler? 的早期版本中,编译后的应用程序需要与编译时使用的 COMSOL Runtime? 版本完全相同。这意味着,如果一个应用程序需要版本 6.2 更新 1,而另一个应用程序需要版本 6.2 更新 2,则用户需要安装多个运行时。现在,只要主要版本相同,编译后的应用程序就可以使用系统上安装的任何 COMSOL Runtime?。此更改简化了编译后的应用程序的分发,允许应用程序创建者使用一个版本,而最终用户使用他们已经安装的不同版本。
此外,COMSOL Runtime? 现在可以自动在安装过程中或通过从安装文件夹手动运行来在次要版本之间进行更新update.exe。用户还可以在运行使用较新运行时版本编译的应用程序时启用可选提示来更新 COMSOL Runtime?。
2.COMSOL Desktop ?更新
对于所有 COMSOL Multiphysics ?软件用户,版本 6.3 引入了适用于 Windows ?的用户界面的更新外观、用于快速更改参数的新数据查看器窗口以及增强的搜索和过滤功能。浏览以下所有更新。
Windows?的新用户界面外观
COMSOL Multiphysics ? Windows 版用户界面已更新,具有新的外观和增强的功能区,可无缝适应 COMSOL 窗口大小。此外,现在所有功能区按钮都提供按键提示(启用 Alt 的键盘快捷键),使使用键盘浏览用户界面更加容易。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了标记为“水自由表面”的三维绘图组节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的搅拌器模型。
新的 COMSOL Multiphysics ?用户界面外观和更新的 Windows ?功能区。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示模型开发器,其中突出显示了标记为“应力薄层”的三维绘图组节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的加热电路模型。
在减小的窗口宽度中显示 “主页”功能区 选项卡的外观。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了三维绘图组节点、相应的设置窗口,以及图形窗口中的表面贴装设备。
显示的“主页”功能区选项卡 的按键提示,通过按下Alt键然后按下H键来显示。
新的数据查看器窗口
新的数据查看器窗口提供了检查和编辑参数和声明值的功能。无论您在用户界面中导航到哪里,该窗口都保持可见且可访问。可以通过 功能区上的Windows按钮访问它。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了入口节点、相应的设置窗口、图形窗口中的螺旋静态混合器模型以及数据查看器窗口。
与螺旋静态混合器模型一起使用的 数据查看器 窗口。
搜索和过滤改进
用户界面中的搜索和过滤功能已通过以下方式得到改进:
现在可以过滤最近的文件和几个较长的下拉列表,从而更容易快速地找到必要的项目。
某些下拉列表已被构建成树状结构,以便于导航。
在多个地方添加了“输入时搜索”功能,例如在“添加物理”窗口中。
打开窗口突出显示了来自模型管理器服务器的模型。
正在搜索和过滤的最近 列表。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示模型构建器,其中突出显示了终端节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的热电冷却器。
热电冷却器教程模型中正在搜索的选择。选择显示在树中。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型构建器,其中突出显示了轮廓节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的 3D 山丘几何形状。
在选择颜色表时, 在设置窗口 中直接使用输入时搜索。
新的图形颜色主题
现在,默认的图形颜色主题包括较浅的颜色,旨在补充图形窗口 中的阴影效果 ,增强模型可视化。选择入口和出口边界等元素时会应用这些颜色,有助于提高几何表示的清晰度。此外,深色主题还提供了一个新的RYBDark主题,该主题的灵感来自红黄蓝 (RYB) 颜色模型 。以前版本的经典颜色主题仍以Classic和ClassicDark提供。
现在,图形颜色主题选项 更易于访问,可以直接从图形窗口工具栏中的颜色菜单进行更改。与以前的版本一样,您仍然可以从首选项和模型根节点的设置窗口修改颜色主题。此外,对于 macOS 和 Linux ? ,从当前主题中选择时,颜色现在会直接显示在列表中,这是以前 Windows ?独有的功能。
具有多种颜色选择的母线组装模型。
新的默认图形颜色主题用于母线装配教程模型中的颜色选择。
过滤掉选择中不适用的实体
在某些情况下,选择可能包含不适用的实体,例如当边界条件被另一个条件覆盖时,或者当用于外部边界的条件应用于内部边界时。现在可以一次性过滤掉并突出显示这些不适用的实体,从而更容易识别并仅使用相关的选择。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了自由节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的回流焊接模型。
启用“仅显示适用”选项 后,选择列表框将包含所有不适用实体的单个项目。一旦选定,相应的实体将在图形窗口中以红色突出显示。
控制研究步骤中的整个组成部分
在研究步骤的 物理和变量选择部分中,求解 设置现在可以控制每个组件的全部内容。此功能对于在单独的研究步骤中求解的具有多个组件的模型特别有用。此外,该部分已重新设计,采用新的布局,可反映模型构建器树的结构,从而更轻松地查看和管理每个组件的内容。
模型开发器的特写视图,其中突出显示了时间相关节点和相应的设置窗口。
清除组件的“求解”单元即可控制组件下所有物理场的相同设置。选中“修改研究步骤的模型配置”复选框还允许您禁用整个组件。
在设置窗口中直接显示评论
您可以通过右键单击节点并 从上下文菜单中选择“属性和注释”(以前称为 “属性” )来向“模型构建器”树中的任何节点添加注释。在 6.3 版中,注释还会显示在“设置”窗口 内的专用注释部分中,从而更轻松地记录和共享模型。添加注释时,此新部分会自动出现,并包含“编辑注释”按钮,以便快速方便地进行编辑。
模型开发器的特写视图,其中突出显示了系数形式 PDE 节点、相应的设置窗口以及突出显示了属性和注释的上下文菜单。
添加到模型中的注释用于解释波动方程和亥姆霍兹方程之间的关系。
杂项添加
插值函数更新
插值函数功能已得到增强,以便于数据导入和处理。导入 电子表格格式的数据时,新的“数据列设置”部分允许您指定每列是否包含参数或 函数值。您还可以通过选择“忽略列”选项来省略列。此选项简化了从具有多列的数据文件中选择输入和输出参数的过程。此外,绘图参数部分中新的“包括左外推”和“包括右外推”复选框允许您控制是否在绘图中显示外推。
3.应用程序开发器更新
对于 App Builder 的用户,COMSOL Multiphysics ? 6.3 版提供了与 OpenAI 的 GPT 模型进行通信的新功能、交互式 Java 环境,以及在模型树的任何位置检查和更改参数的功能。了解这些更新及更多信息。
聊天机器人
新的聊天机器人窗口可用,这使得与 OpenAI 的 GPT 模型进行通信成为可能,以生成和调试用于 Java 代码的 COMSOL API ,并提示与 COMSOL Multiphysics ?软件相关的建模问题。聊天机器人功能已准备好与 COMSOL Multiphysics ?一起使用,并实现无缝交互,而无需在外部 AI 工具之间复制粘贴消息。相反,可以轻松附加方法来检查错误或运行 AI 模型建议的 API 代码,结果立即显示在模型构建器和图形窗口中。
聊天机器人窗口在Windows?版软件中可用。要使用它,需要一个 OpenAI 帐户和一个 OpenAI API 密钥。请注意,获取 API 密钥通常需要注册 API 密钥付款计划。
Chatbot 窗口与新的Java Shell窗口一起使用,通过 COMSOL API 创建可与 Java 一起使用的函数。
应用程序构建器 UI 显示“发送到聊天机器人”下拉菜单,并突出显示“在计算中查找错误”选项。
应用程序构建器中的代码选项可以轻松地提示聊天机器人就某种方法进行对话,例如检查其中是否存在错误。
Java Shell
Java Shell窗口是一个交互式环境,它提供了运行 Java 代码的命令提示符,支持方法编辑器的所有功能,例如代码完成、语法突出显示等。此新功能可用于通过 COMSOL API 快速修改模型以用于 Java,而无需先创建模型方法。例如,它可用于为方法创建原型代码、批量创建特征、检查属性或更改声明变量。它还可用于在应用程序开发器中调试方法,从而可以在断点处停止时执行代码评估。
Java Shell窗口在 Windows ?版本的软件中可用,可以从模型构建器、应用程序构建器和模型管理器工作区访问,例如,它可以使用 API 与数据库进行交互。
使用Java Shell窗口以编程方式设置几何图形。对于与模型节点对应的输出,您可以通过双击Java Shell窗口中的输出或从工具栏中选择“转到节点”跳转到模型构建器树中的相应节点。
应用程序构建器 UI,其中 Java Shell 窗口已打开,并且 getBoundingBox() 提示已突出显示。
使用Java Shell窗口调试传输线计算器教程应用程序中的 buildGeometry方法。
数据查看器
变量窗口以前在应用程序构建器中进行调试时使用,现在可在断点处停止时显示并允许修改参数、声明和 Java 变量。在 6.3 版中,该窗口已重命名为数据查看器,现在始终可访问(包括在模型构建器工作区中),无论您在软件中的哪个位置,都可以快速查看和更新参数和声明。该窗口还显示来自新Java Shell窗口的 Java 变量。
应用程序构建器 UI 在 Java Shell 窗口中显示参数和声明值以及变量。
Tuning Fork 教程应用程序中的数据查看器 窗口,显示参数、声明和Java Shell会话变量的值。
表单工具栏
表单工具栏是一个新的表单对象,可以添加到表单的标题区域。工具栏的显示取决于表单的上下文。例如,如果表单在子窗口中使用或用作设置表单,则工具栏将固定在表单的顶部,即使下面的内容滚动出视图。这确保工具栏始终易于访问。如果表单在表单集合中的某个部分中使用,则工具栏将显示在部分标题中,为特定于部分的命令提供方便的位置。
此新功能可在电路提取器、图像转曲线、带球的网格分割和平面切割插件中看到。
带有表单工具栏标题的应用程序构建器 UI。
使用图像到曲线插件将表单工具栏 添加到表单编辑器的标题区域。
响应谱生成器应用程序在图形窗口中显示加速度。
计算响应谱教程应用程序中部分工具栏的示例:消息日志部分工具栏包含一个清除消息日志按钮。
方法编辑器
方法编辑器现在支持 Java 11,包括代码完成。
一些文件读取实用程序已更新,以支持指定分隔符。其中包括readCSVFile、readMatrixFromFile和readStringMatrixFromFile。
现在可以使用新方法保存正在运行的应用程序的副本。此选项也可作为GUI 命令>文件命令saveApplicationCopyAs中的命令使用。
一般更新
全新改进的用户界面设计可自动应用于在 Windows ?上运行的任何仿真应用程序。有关更多信息,请参阅 COMSOL Desktop ?发布亮点页面。
热执行器模型的应用程序在图形窗口中显示温度。
新的用户界面,显示在热执行器替代模型教程应用程序中。
在应用程序构建器中选择图标时,现在可以过滤图像列表,从而更容易找到所需的图标。
应用程序构建器 UI 显示按钮图标的设置。
为按钮表单对象 选择图像时过滤的图标列表,如传输线计算器教程应用程序中所示。
新的教程应用程序和插件
COMSOL Multiphysics ? 6.3 版本引入了一个新的插件和几个新的示例应用程序。
4.模型管理器更新
对于模型管理器的用户,COMSOL Multiphysics ? 6.3 版改进了模型管理器数据库与 COMSOL Multiphysics 批处理模式之间的集成,通过复制和粘贴模型内容更轻松地重复使用建模和后处理设置,并为模型管理器搜索功能提供无缝自动完成辅助。请在下面了解有关这些更新的更多信息。
与 COMSOL Multiphysics 批处理模式的数据库集成
从命令行界面以批处理模式求解 COMSOL 模型的命令现在支持使用存储在模型管理器数据库中的模型版本(既可用作输入,也可用作输出)。结合用于 Java 的 COMSOL API ,用户可以建立强大的模拟管道,其中的输入和输出可通过模型管理器数据库进行管理。
使用“复制位置” 复制模型管理器窗口中模型版本的数据库位置 URI 字符串,并将其粘贴到命令行窗口中,以便与COMSOL Batch命令一起使用。当使用模型版本作为输出位置时,批处理运行的结果将作为新版本存储在数据库中。
复制和粘贴模型内容
在 6.3 版本中,添加了对复制模型版本内容树中的模型节点并将这些节点粘贴到 COMSOL Desktop ?中的模型树的支持。这使用户能够在构建新模型时快速重用现有模型中的建模、结果和可视化设置。并非内容树中的所有节点都可以复制,并且并非 COMSOL Desktop ?中的所有节点都可以作为粘贴的目标。但是,复制的模型树和粘贴的模型树可以属于不同的 COMSOL Multiphysics 程序会话。
从模型版本的内容树 复制绘图组并将其粘贴到 COMSOL Desktop ?中正在构建的新模型的模型开发器树中。
搜索自动完成
为模型管理器搜索语法添加了自动完成帮助。用户可以轻松找到并完成搜索过滤器的名称、特定搜索过滤器的可用值以及用于表达和组合此类过滤器的各种符号。新的自动完成功能在所有可搜索版本控制模型和数据文件的窗口中都可用。
模型管理器协助完成在模型管理器数据库中搜索时的各种表达式。
改进工作区窗口之间的集成
6.3 版改进了模型管理器工作区中各个窗口之间的整体集成。提交、版本和引用窗口中的选定结果现在将自动显示在设置窗口中,从而使浏览数据库变得更加简单。用户还会发现执行各种数据库任务变得更加容易,因为工作区工具栏中的按钮现在会在这些窗口处于焦点时定位这些窗口。
通过提交、版本和参考窗口 浏览模型管理器数据库的内容。
版本兼容性
本地数据库可以在 COMSOL Multiphysics ? 6.0–6.3 版本之间共享,因为数据库格式设计为向后和向前兼容。但是,从特定 COMSOL Multiphysics ?版本保存到数据库中的模型只能在该版本及更高版本中打开。
COMSOL Multiphysics ? 6.3 版还支持连接到 Model Manager 服务器 6.0–6.3 版,不过连接到旧版服务器时,COMSOL Desktop ?中的一些新的 Model Manager 功能会被禁用。例如,包括在 Model Manager 搜索工具中添加的过滤和排序选项以及模型和数据文件的维护操作;有关详细信息,请参阅 6.1–6.3 版发行说明。
改进与 LiveLink? for Excel ? 的集成
Excel ?中的 LiveLink 插件提供的用户界面在浏览保存在模型管理器数据库中的模型时添加了新的搜索和过滤功能。现在,在 Excel ?中修改的模型也可以作为新版本和草稿保存到模型管理器数据库中。新的“保存到模型管理器”窗口显示了连接的数据库列表,还提供了在保存模型之前选择存储库和分支的选项。
5.模型管理器服务器更新
Model Manager 服务器 6.3 版改进了对初始数据库设置的控制,简化了自定义资产管理系统的工作流程,并增加了查看资产随时间变化的功能。请在下面详细了解这些更新。
改进对数据库设置的控制
在此版本的 Model Manager 服务器中,管理员可以灵活地在初始设置期间手动配置数据库,而不必像以前版本那样依赖使用默认设置的自动配置。此新选项可在首次登录时通过服务器的 Web 界面访问,在需要自定义配置时特别有用;例如,可以将数据和备份目录放置在可用磁盘空间比默认位置更多的位置。
如果在安装过程中跳过自动数据库创建,管理员首次登录时会显示“添加数据库”页面。该页面现在支持直接创建新的托管服务器组件(当不存在时)以供添加的数据库使用。
资产管理系统的精简定制
现在,自定义资产管理系统更加高效,重复步骤减少。在此版本中,管理员可以在添加或更新资产类型时直接创建新属性,并预览相应资产的资产页面。此外,新的复制快捷方式允许从现有类型开始快速创建新资产类型。
在数据库管理区域 中定义新的自定义资产类型。可以在“添加资产类型”页面上创建新属性,以及预览相应资产页面的属性布局。
新增资产变更查看页面
资产管理系统中引入了新的资产比较页面,可以更轻松地比较同一资产的两个版本。此功能允许您快速查看版本之间所做的所有更改,包括内置字段和通过自定义添加的自定义属性。
将资产的最新版本与之前保存的版本进行比较。删除的值用减号和红色突出显示表示;添加的值用加号和绿色突出显示表示。
属性过滤器改进
在资产管理系统中,对按资产属性值筛选资产的过程进行了以下改进:
现在可以通过组合表行中的单元格值的子过滤器将过滤器应用于表值属性。
现在可以使用新字段来按上传的附件、链接的模型和文件版本以及网络链接来过滤资产。
过滤器菜单中可用的属性过滤器列表现在基于当前选择的资产类型过滤器,这意味着已知不存在的属性将在搜索结果中隐藏。
通过指定表值属性上的过滤器来搜索资产。过滤器菜单 中的可用属性列表反映了资产类型过滤器中的当前选择。
帐户语言
用户现在可以单独设置要在 Web 界面中使用的语言首选项。可用的语言与服务器的默认语言相同。
您可以从“我的帐户”页面 中选择模型管理器服务器 Web 界面中使用的首选语言。
一般改进
模型管理器服务器的其他改进:
现在,在 Web 界面的主页上修改资产和项目的搜索过滤器时会立即应用。
现在可以在资产页面上添加指向数据库中任何模型或文件版本(不仅仅是最新版本)的链接。
系统管理区域添加了新的日志页面。该页面允许管理员以压缩的 zip 存档形式下载由模型管理器服务器生成的日志文件。
6.几何更新
COMSOL Multiphysics ? 6.3 版引入了自动几何清理功能,用于准备用于网格划分的几何图形;一种用于合并面的全新虚拟操作,用于消除一组表面之间的间隙;以及在几何部分和平面几何中添加虚拟操作的功能。阅读下文,详细了解这些更新。
自动几何清理
现在可以自动检测和移除几何体中的小细节和间隙,从而简化几何体以进行网格划分并减小模拟尺寸。自动过程可识别细长面、短边、窄间隙和薄域等小特征,然后将其移除以准备模型进行分析。为了实现更好的控制,可选的清理向导可以调整细节尺寸并选择清理操作。
几何清理功能可以自动修改布尔公差、添加移除细节操作,并利用 CAD 导入模块或设计模块中的功能,具体取决于检测到的功能和可用的许可证。几何清理功能在母线组件中的电加热、轮辋几何上的几何清理以及从 ODB++ 存档导入和网格化 PCB几何中进行了演示。请注意,几何清理功能的更高级功能需要 CAD 导入模块、设计模块或 CAD 的 LiveLink? 产品之一的许可证。有关更多详细信息,请参阅CAD 规格表。
使用几何清理功能 可自动检测并移除此断路器模型中的间隙和薄域。由于此示例中有设计模块许可证,因此可以使用模块中的布尔运算进行清理。以下视频中也展示了相同的几何图形。
使用几何清理功能 可自动检测并移除此断路器模型中的间隙和薄域。上面的视频使用了相同的几何图形。此处没有设计模块的许可证,因此使用移除细节和合并面功能清理细节。
此示例演示了如何在清理向导中调整细节尺寸以检测和移除更多小特征。通过增加细节尺寸设置,可以识别出需要移除的更多细长面和短边。这可以更好地控制在几何清理期间移除哪些细节。
虚拟运营
虚拟操作工具包现在包括“合并面”操作,该操作可合并面并消除选定表面之间的间隙或区域。使用 CAD 导入模块、设计模块或 CAD 的 LiveLink? 产品之一时,该操作还可以通过自动创建必要的印记来合并不同大小和形状的面。合并面操作也集成到新的几何清理过程中。
合并面设置窗口的特写视图和图形窗口中的 3D 几何。
图形窗口的特写视图,显示了使用“合并面”操作后的 3D 几何形状。
合并间隙相对侧的选定面(左,蓝色)以折叠它们之间的区域(右)。
平面几何和几何零件序列现在支持添加“形成联合”和“形成装配” 节点,以及虚拟操作和“删除细节”功能(仅适用于 3D 模型)。这样就可以在创建过程的早期阶段清理几何图形。
拉伸和旋转的改进
在 6.3 版中,现在可以将边挤压成表面,并将顶点旋转成边。此功能对于扩展导入的壳和梁几何图形特别有用。当挤压或旋转在平面几何图形中绘制的对象时,任何定义的选择都会自动扩展到 3D,有助于简化模型中的物理设置。
7.网格更新
COMSOL Multiphysics ? 6.3 版引入了一种新的网格元素大小调整算法,可以更轻松地解析几何细节,同时还改进了扫掠网格划分和导入网格的物理控制网格划分。请阅读下文,详细了解这些更新。
新的网格元素尺寸算法可更轻松地解析几何细节
对于物理控制网格划分,新的几何分析方法可自动提高小细节和曲面的分辨率,同时允许网格尺寸增加到相邻区域。此方法默认通过“几何分析”、“细节尺寸”设置启用,允许使用较粗的预定义网格尺寸。以下教程模型演示了此新功能:
差速齿轮
面食挤压
功率晶体管
车门
8.研究和求解器更新
COMSOL Multiphysics ? 6.3 版引入了显著的性能改进和新功能。亮点包括 GPU 对时间显式压力声学和深度神经网络 (DNN) 代理模型训练的支持。此外,非线性特征值求解器扩大了特征频率分析的范围,高效的全局优化 (EGO) 求解器解决了涉及多个局部最优的模拟中的优化问题。在下面详细了解这些更新。
支持 NVIDIA ? GPU
已添加针对压力声学和代理模型训练的 GPU 支持。此功能适用于配备兼容 NVIDIA ? GPU 的系统。
时域显式压力声学的 GPU 加速
现在可以使用支持真实阻抗边界条件的加速公式来解决线性时间显式压力声学模型。当公式与 NVIDIA ? GPU 卡一起使用时,这种加速可以显著提高,但性能增益取决于硬件。要启用此功能,必须安装 CUDA ?工具包。(可以在安装过程中指定工具包的路径。)此功能可以在开放式办公空间的声学教程模型中看到。有关更多详细信息,请参阅声学模块发布亮点。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了压力声学、时间显式节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的办公空间模型。
加速求解器选项可在压力声学、时间显式接口的设置窗口 中找到。与具有 12 个内核的 Intel ? Xeon ? w5-2455x 相比,具有 5000 万个自由度 (DOF) 的办公空间模型在 NVIDIA RTX-A6000 GPU 上的运行速度提高了 25 倍。
DNN 代理模型训练的 GPU 加速
添加了用于训练 DNN 代理模型的 GPU 支持,大大加快了训练过程,并能够更快地开发用于应用程序和各种模拟环境的代理模型。要激活此功能,请确保在 COMSOL 安装程序的产品页面上选择了CUDA DNN 支持选项。此外,还必须安装 NVIDIA ? CUDA ?工具包,可从 NVIDIA ?网站下载。
代理模型数据生成的改进
现在,生成用于 DNN 替代模型的空间、时间和频率相关数据变得更加容易。
在模型组件定义中的新代理模型采样子菜单下,有一个几何采样选项。此功能可以直接在域、边界、沿边或顶点进行数据采样,无需文件导出或导入工作流程。
此外,替代模型训练研究中新增的“研究相关输入”选项允许将时间相关或频率扫描结果纳入训练数据中。这简化了将动态或频率相关数据纳入替代模型的过程。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型构建器,其中突出显示了代理模型训练节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的一维图。
替代模型训练节点设置的“感兴趣的数量”部分 中新增了一个字段,可以指定时间。图表将锂离子电池在充电放电循环期间的完整模型的结果与替代模型进行了比较。重叠的虚线和实线图显示了模型之间的高度一致性。
优化
离散伴生求解器类型
新的“时间离散伴随”求解器类型可用于最优控制和时间相关参数估计。此求解器类型基于离散灵敏度方法,可为使用时间相关求解器的梯度优化提供增强的稳健性、更高的准确性和更快的性能。
在瞬态参数估计问题中,使用稀疏非线性优化器 (SNOPT) 或内点优化器 (IPOPT) 求解器可以显著提高速度。这是因为整个目标的聚合灵敏度是在一次传递中计算出来的,而不是对每个测量点进行单独计算。以前的连续灵敏度方法仍然可用,但它不再是瞬态优化的默认方法。
离散和连续方法都通过检查点来减少内存消耗,这涉及重新计算正向解决方案。此外,还有一个新的Out-of-core选项,可以替代地用于正向解决方案处理,它使用临时磁盘空间来避免重新计算。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了形状优化节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的化学蚀刻模型。
形状优化研究步骤 的设置使用时间相关研究步骤来优化化学蚀刻过程,其目标是获得蚀刻后的对称沟槽。
高效的全局优化
引入了一种使用高效全局优化 (EGO) 算法的新型无梯度优化求解器。该求解器非常适合解决具有多个局部最优值的优化问题,因为它不需要对控制参数进行初始猜测,并且不易陷入局部最小值 — 这使得它特别适用于解决具有挑战性的优化问题,例如频域分析中遇到的问题。
虽然 EGO 求解器由于其全局搜索策略而比局部优化方法慢,但它在处理复杂的解决方案时提供了宝贵的稳健性。运行 EGO 求解器后,建议使用局部优化方法进一步处理结果以优化解决方案。此外,求解器还可以检查用于分析的底层代理模型,从而进一步深入了解优化过程。
非线性特征值求解器和改进的排序
基于 ARPACK 库的新型非线性特征值求解器现在可作为特征值求解器中的一个选项使用,这样在求解非线性特征值时就无需手动迭代。这对于使用粘弹性材料进行结构分析、电磁模式分析等非常有用。
此外,特征值、特征频率和边界模式分析研究步骤的设置中还添加了新的过滤和排序部分。这样就可以应用过滤表达式,例如real(freq) + 1e-6 > 0 ,并按各种标准(例如实部或虚部、其幅度或绝对值)按升序或降序对特征解进行排序。使用特征值类型的解时,特征值求解器和组合解特征节点中也提供了排序选项。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了特征频率节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的粘弹性阻尼器模型。
特征频率研究步骤 的设置,其中可以选择ARPACK 非线性求解器作为特征频率求解器。图形窗口显示粘弹性阻尼器结构分析中的特征模式。
本征正交分解 (POD) 降阶模型
添加了新的模型简化技术POD。POD的主要思想是使用模型的快照,利用主成分分析的思想对物理场进行分解。POD 可用于解决频域中参数化的问题。
解算器改进
线性求解器的自适应容差
在解决非线性问题时,现在可以使线性求解器中的容差自适应变化。这可以大大提高速度。该方法使用非线性求解器的误差估计,在远离解时以较低的精度求解,在接近收敛时以较高的精度求解。线性求解器中的自适应容差支持恒定阻尼方法。它还与常用于固定 CFD 问题的伪时间步进方法一起支持。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了分离步骤节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的血泵模型。
线性求解器的自适应容差的改进可以将 FDA 血泵模型的计算时间减少多达 50%。
代数多重网格 (AMG) 方法的缩放
现在可以自动确定 AMG 方法的行缩放比例。在“稳态求解器”节点的“高级”节点下启用“行平衡”将自动为多重网格求解器选择合适的比例。
9.结果和可视化更新
COMSOL Multiphysics ? 6.3 版引入了多项结果和可视化增强功能,包括动画相机过渡(可实现更平滑的视图切换)、用于定义物理量默认单位的新选项以及用于实现一致三维可视化的梁和管道数据集。请阅读下文了解这些更新及更多信息。
动画相机过渡
在“图形”窗口中,相机转换现在默认以动画形式呈现,从而在更改视图时提供流畅的移动 — 例如从默认的 3D 视图转换到 xy 平面视图时。此外,改变视图的操作(例如缩放或更改为预定义视图)也会以动画形式呈现。此增强功能在处理复杂几何图形时特别有用,因为动画视图转换可提供更好的方向感并使模型导航更加直观。可以通过调整“首选项”窗口中“图形” > “交互” >“相机”页面中的设置来自定义此行为。
汽车座舱声学 - 瞬态分析教学模型中演示的动画摄像机转换。
单位偏好
新的“首选单位”配置允许为每个物理量设置默认单位,确保以最自然的方式显示数据以供分析,并以熟悉且直观的比例显示值。此配置还支持多物理场景,例如,使用 MPa 表示应力,同时使用 psi 表示流体压力。在“支架 - 结构力学教程”和“疲劳分析中的循环计数 - 基准”教程模型中查看此功能。
梁和管道数据集
有新的梁和管道数据集可用于可视化模型中的梁和管道,从而提供更准确的 3D 形状可视化。此外,这些数据集还可以可视化沿梁或管道变化的表达式。您可以在Pratt Truss Bridge教程模型中看到这一新功能。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了梁节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的桥梁模型。
普拉特桁架桥教学模型中梁上的位移绘制。
以交互方式创建注释
借助新的标记点图形交互功能,您可以通过直接单击图形窗口中的点来向 2D 和 3D 图添加显示字段值的注释标记。标记点坐标已存储,可在标记设置窗口中编辑。标记点坐标及其对应的字段值还会显示在单独的标记点表中。还可以通过导入包含坐标的文本文件以非交互方式添加注释标记。
从“结果”功能区选项卡中启用“标记点” 选项,以交互方式将标记添加到高尔夫球教程模型的冲击分析中。
颜色图例标题
除了为绘图组和绘图指定标题外,现在还可以为颜色图例指定标题。这样可以使标题与可视化数据之间的关联更清晰、更直接。此功能可以在带混合平面的径向泵和双床推流反应器中NO x和氨转化动力学分析教程模型中查看。
节点或高斯点值的点图
2D 和 3D点图现在支持显示域、表面或边缘上的节点或高斯点的值的选项。在某些情况下,与使用表面、体积或切片图相比,使用此选项可以更详细地了解模型的行为。此新功能在层压复合材料的混合模式脱粘教程模型中进行了演示。
COMSOL Multiphysics 用户界面显示了模型开发器,其中突出显示了点节点、相应的设置窗口以及图形窗口中的层压复合模型。
层压复合材料的混合模式脱粘教学模型,显示了发生脱粘的表面上高斯点处评估的损伤。
其他更新和添加
COMSOL Desktop ?先前版本中的“添加预定义绘图”窗口已重命名为“结果模板”,以更好地反映其扩展的功能。现在,除了设置绘图外,还可以创建模板以包含评估组和派生值。
现在,通过选中主结果节点的设置窗口中的“求解后运行所有导出”复选框,所有导出功能都可以在求解模型后自动运行。
新的“最后一个”选项可用于在 2D 和 3D 图中对瞬态解的时间进行选择。
对于具有角度单位的数据, 1D全局图和点图绘图中新增了“展开相位”复选框。选中后,绘图将显示无不连续跳跃的相位值。
现在可以通过单击表格窗口工具栏中新的“显示行号”按钮来在表格中显示行号。
注释eval图 中的运算符已得到改进。它现在支持 类型的格式。允许的类型为、、、、和。例如,给出输出,以科学格式显示数字,带有三个小数和所显示数字的符号。%[flags][width][.precision]dfeEgGeval(pi*1e10,,%+.3e)+3.142e+10
对于包含相的模型,绘图组中的角度(相)解列表现在包含每个绘图的自定义选项。此选项为组内的每个绘图添加单独的角度(相)解列表,从而可以为每个绘图单独指定相。
当渲染表面不规则的材料(例如混凝土或划伤的金属)的变形或移动时,不规则性现在可以正确地跟随几何体的变形或随之移动。
受自然主题启发的全新色彩表系列现已推出。