上海2019年11月20日 /美通社/ -- 2019年11月14日，業界領先的多物理場仿真分析、仿真應用程序設計和部署的軟件解決方案提供商COMSOL公司，在美國伯林頓發布了全新的COMSOL Multiphysics^® 5.5版本（簡稱COMSOL^® 5.5版本）。在COMSOL 5.5版本中，設計模塊新增了一個全新的草圖繪制工具，可以輕松地創建幾何模型，并為幾何建模提供更加全面的參數控制；更新后的求解器大幅加快了求解的速度；新增加的兩個專業模塊 -- 金屬加工模塊和多孔介質流模塊，進一步擴展了(le)產品的多物理(li)場(chang)建模功(gong)能(neng)。

功能強大的參數化繪圖工具

設計模(mo)塊新增的草圖繪制工具，可(ke)以輕(qing)松地在二維(wei)或三維(wei)的工作平(ping)面圖內為幾(ji)何模(mo)型(xing)添加尺(chi)(chi)寸和約(yue)束(shu)(shu)(shu)。“我們在模(mo)型(xing)開發器中(zhong)集(ji)成(cheng)了新的尺(chi)(chi)寸和約(yue)束(shu)(shu)(shu)工具，使其成(cheng)為COMSOL Multiphysics 工作流程的組成(cheng)部分(fen)。”COMSOL數(shu)(shu)學與(yu)計算機科學技術經理Daniel Bertilsson說，“新的尺(chi)(chi)寸和約(yue)束(shu)(shu)(shu)工具可(ke)與(yu)COMSOL Multiphysics中(zhong)的模(mo)型(xing)參數(shu)(shu)配合使用，支(zhi)持(chi)模(mo)型(xing)求解、參數(shu)(shu)化掃(sao)描，以及參數(shu)(shu)優化。”

使用設計模塊中具(ju)有尺寸和約束功能的草(cao)圖繪制工具(ju)，對微型閥中的流(liu)體(ti)流(liu)動進行參數優化。

聲學仿真的新增求解技術

無(wu)論是(shi)在(zai)過程工程、無(wu)損檢測還是(shi)消費電子(zi)等(deng)工業(ye)領域應用(yong)(yong)，超聲技術正變得越來越重要。聲學(xue)模(mo)塊(kuai)新增的(de)(de)(de)(de)間(jian)(jian)斷伽遼金(jin)（Galerkin）方法的(de)(de)(de)(de)相(xiang)應功(gong)能(neng)(neng)，支持用(yong)(yong)戶(hu)對(dui)固體(ti)和(he)流(liu)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)超聲傳播(bo)進(jin)行高效的(de)(de)(de)(de)多核計算，傳播(bo)介質可以(yi)(yi)是(shi)帶(dai)有阻尼的(de)(de)(de)(de)、各向(xiang)異性(xing)實際(ji)材料。該方法同(tong)樣適用(yong)(yong)于(yu)例如地震波(bo)分析等(deng)低頻應用(yong)(yong)。軟件自(zi)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)多物理場功(gong)能(neng)(neng)可以(yi)(yi)無(wu)縫耦合固體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)波(bo)和(he)流(liu)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)聲波(bo)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)傳遞過程。結構力(li)學(xue)模(mo)塊(kuai)，MEMS模(mo)塊(kuai)和(he)聲學(xue)模(mo)塊(kuai)都包括此新增的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)波(bo)功(gong)能(neng)(neng)。此外(wai)，聲學(xue)模(mo)塊(kuai)還新增了流(liu)固聲學(xue)耦合功(gong)能(neng)(neng)。

對于頻(pin)(pin)域仿(fang)真，使(shi)用(yong)新增求解器(qi)，可以基于有限元方(fang)法(fa)處理(li)更高頻(pin)(pin)率（更短的(de)波長）的(de)聲學(xue)問題。新求解器(qi)適用(yong)于分析封閉空間（如(ru)車(che)廂）的(de)內部聲壓(ya)場，以及其他各類升(sheng)序仿(fang)真問題。

使用專用求解器(qi)進行聲場分析。圖示(shi)為在7 kHz頻率下基于有限元方法求解的汽車內(nei)部聲壓場。

新增金屬加工模塊

在新增(zeng)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)加(jia)工模(mo)塊中(zhong)(zhong)，用戶可(ke)以(yi)(yi)在COMSOL Multiphysics軟件環(huan)境中(zhong)(zhong)分(fen)(fen)析(xi)焊接、熱(re)(re)(re)處(chu)理和金(jin)(jin)(jin)屬(shu)增(zeng)材制造等領域中(zhong)(zhong)常見的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)固態(tai)(tai)相變問題。“金(jin)(jin)(jin)屬(shu)加(jia)工模(mo)塊可(ke)以(yi)(yi)預(yu)測(ce)由金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong)由熱(re)(re)(re)量驅動(dong)的(de)固態(tai)(tai)相變引起的(de)變形、應(ying)力和應(ying)變。”COMSOL技術產(chan)品經理Mats Danielsson表示，“該模(mo)塊可(ke)以(yi)(yi)與其他任一(yi)COMSOL產(chan)品結合使(shi)(shi)用，進行(xing)包(bao)括金(jin)(jin)(jin)屬(shu)固態(tai)(tai)相變在內的(de)幾乎(hu)任何(he)多(duo)物理場分(fen)(fen)析(xi)。例如，用戶可(ke)以(yi)(yi)將(jiang)其與傳熱(re)(re)(re)模(mo)塊結合使(shi)(shi)用來研究熱(re)(re)(re)輻射的(de)影響，與AC / DC模(mo)塊耦合用于感應(ying)淬火(huo)，以(yi)(yi)及與非線性結構材料(liao)模(mo)塊耦合以(yi)(yi)更好地預(yu)測(ce)材料(liao)的(de)特性。”

使用(yong)金屬加工模塊計算的(de)齒輪淬(cui)火后的(de)殘余應力(li)。

新增多孔介質流模塊

多(duo)(duo)(duo)(duo)孔(kong)(kong)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)流模塊(kuai)(kuai)為(wei)食品(pin)、制藥(yao)和(he)(he)生(sheng)物醫學等行業的(de)(de)用(yong)戶提供了(le)研究多(duo)(duo)(duo)(duo)孔(kong)(kong)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)運(yun)輸問(wen)題(ti)的(de)(de)多(duo)(duo)(duo)(duo)種分析工具。 新模塊(kuai)(kuai)功能(neng)(neng)包括多(duo)(duo)(duo)(duo)孔(kong)(kong)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)中的(de)(de)單相(xiang)(xiang)和(he)(he)多(duo)(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)流動分析、干燥，以及裂隙中的(de)(de)運(yun)輸分析。流動模型涵蓋了(le)飽(bao)和(he)(he)與(yu)變飽(bao)和(he)(he)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)中的(de)(de)線(xian)性(xing)和(he)(he)非(fei)線(xian)性(xing)流動，并(bing)自(zi)帶(dai)緩慢和(he)(he)快速多(duo)(duo)(duo)(duo)孔(kong)(kong)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)流動的(de)(de)特殊選項。多(duo)(duo)(duo)(duo)物理場仿真功能(neng)(neng)應用(yong)廣泛，包括用(yong)于計算多(duo)(duo)(duo)(duo)組分系統(tong)有效(xiao)熱參數的(de)(de)選項、孔(kong)(kong)隙彈性(xing)，以及固(gu)相(xiang)(xiang)、液(ye)相(xiang)(xiang)和(he)(he)氣相(xiang)(xiang)中化(hua)學物質(zhi)(zhi)的(de)(de)輸運(yun)。

使用多孔介質流模塊進行的相變(bian)材(cai)料填充床(chuang)潛熱儲罐仿(fang)真。

優化模塊帶來易用的形狀和拓撲優化

多年來，機械、聲(sheng)、電磁(ci)、熱(re)、流體(ti)和(he)(he)(he)化(hua)工領域的(de)用戶已經紛紛能(neng)夠使用COMSOL Multiphysics進(jin)行(xing)形狀(zhuang)(zhuang)和(he)(he)(he)拓撲(pu)(pu)優化(hua)。COMSOL 5.5版(ban)本(ben)中新(xin)增(zeng)的(de)內置(zhi)功(gong)能(neng)，例(li)如通過參數化(hua)多項(xiang)式移動邊界和(he)(he)(he)殼(ke)厚度優化(hua)功(gong)能(neng)，使優化(hua)模塊的(de)用戶可以輕松的(de)設(she)置(zhi)形狀(zhuang)(zhuang)和(he)(he)(he)拓撲(pu)(pu)優化(hua)問題。新(xin)增(zeng)拓撲(pu)(pu)優化(hua)的(de)平滑操作可確保高質(zhi)量的(de)幾(ji)何輸出(chu)，以供其(qi)他分(fen)析和(he)(he)(he)增(zeng)材制造(zao)使用。除已有的(de)STL格式外，COMSOL 5.5版(ban)本(ben)還支持增(zeng)材制造(zao)PLY和(he)(he)(he)3MF格式的(de)導入和(he)(he)(he)導出(chu)。

非線性殼結構，管道力學和隨機振動分析

COMSOL 5.5版本(ben)可對殼體和復(fu)合(he)殼體進行多種非線(xian)性(xing)分析(xi)，包括(kuo)塑性(xing)、蠕變、黏塑性(xing)、黏彈性(xing)、超(chao)彈性(xing)和機械接觸。其中機械接觸建模(mo)功能(neng)已經擴(kuo)展(zhan)為(wei)支(zhi)持任(ren)何固體和殼的組合(he)，包括(kuo)固體殼、固體復(fu)合(he)殼和膜殼。根據分析(xi)類型的不同，結(jie)(jie)構力學模(mo)塊(kuai)、非線(xian)性(xing)結(jie)(jie)構材料模(mo)塊(kuai)和復(fu)合(he)材料模(mo)塊(kuai)的用戶將受益于這些功能(neng)的提升。                

對于(yu)結(jie)構(gou)力(li)學(xue)模(mo)塊的(de)用(yong)戶(hu)，新增的(de)管(guan)道(dao)力(li)學(xue)用(yong)戶(hu)界面(mian)中(zhong)分(fen)析(xi)管(guan)道(dao)系統應(ying)力(li)的(de)功(gong)能，可以處理各種截面(mian)的(de)管(guan)道(dao)，并(bing)能考慮來(lai)自外部負載、內部壓力(li)、軸(zhou)向阻力(li)和通過管(guan)道(dao)壁(bi)的(de)溫(wen)度梯(ti)度的(de)影(ying)響。

結構力(li)學模塊的(de)用戶，現在可以(yi)執(zhi)行隨機(ji)振動分(fen)析(xi)，以(yi)研(yan)究對(dui)載(zai)荷(he)的(de)響應。這些載(zai)荷(he)由(you)(you)功率譜密度（PSD）表示(shi)，包括(kuo)自(zi)然界中的(de)隨機(ji)載(zai)荷(he)，例(li)如湍急的(de)陣風(feng)或(huo)(huo)道路(lu)上車輛的(de)振動。載(zai)荷(he)之間可以(yi)完(wan)全相(xiang)關、不相(xiang)關或(huo)(huo)由(you)(you)用戶指(zhi)定(ding)特定(ding)相(xiang)關。

多(duo)體動(dong)力學模塊新(xin)增的(de)自動(dong)生成建模鏈(lian)傳動(dong)所(suo)需(xu)的(de)大量鏈(lian)節和接頭，可(ke)用于分(fen)析(xi)剛(gang)性(xing)和彈性(xing)鏈(lian)傳動(dong)的(de)新(xin)功(gong)能(neng)。

多體動(dong)(dong)力(li)學(xue)模塊中的(de)彈(dan)性鏈(lian)傳動(dong)(dong)分(fen)(fen)析，顏色和(he)箭頭分(fen)(fen)別(bie)顯示了鏈(lian)和(he)鏈(lian)輪中的(de)速度和(he)方向。

可壓縮的歐拉流和非等溫大渦模擬

CFD模(mo)塊增(zeng)加了用(yong)(yong)于可壓縮的(de)歐拉流(liu)(liu)和(he)非等溫大渦模(mo)擬（Nonisothermal Large Eddy Simulations ，LES）的(de)新(xin)(xin)接(jie)(jie)口(kou)。此外，旋轉機械(xie)流(liu)(liu)接(jie)(jie)口(kou)支持水平集和(he)相場方(fang)法，以及Euler–Euler和(he)氣(qi)泡流(liu)(liu)。傳熱(re)模(mo)塊新(xin)(xin)增(zeng)了用(yong)(yong)于模(mo)擬集總熱(re)系統的(de)新(xin)(xin)接(jie)(jie)口(kou)，支持用(yong)(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)(yong)類似于等效電路的(de)方(fang)法研究(jiu)傳熱(re)問題。此外，半透明(ming)（參與(yu)）介質中(zhong)的(de)輻(fu)射支持多個(ge)光(guang)譜帶，對(dui)流(liu)(liu)開放(fang)邊界使(shi)用(yong)(yong)的(de)新(xin)(xin)算法可將處理此類問題的(de)求(qiu)解(jie)時間縮短30%。

多尺度波動和射線光學耦合、壓電殼和PCB端口

在COMSOL 5.5版本(ben)中，用(yong)(yong)(yong)戶可(ke)以(yi)(yi)將射線光(guang)學(xue)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)塊與RF模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)塊或波動光(guang)學(xue)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)塊耦合使用(yong)(yong)(yong)，同時進行(xing)(xing)(xing)全(quan)波和(he)(he)射線跟(gen)蹤模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擬。這樣，用(yong)(yong)(yong)戶可(ke)以(yi)(yi)對(dui)多(duo)尺度問題進行(xing)(xing)(xing)建模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)。例(li)如，對(dui)分(fen)析通(tong)過波導入射到大型房(fang)間的光(guang)束問題進行(xing)(xing)(xing)全(quan)波模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擬時，通(tong)常會由于計算量(liang)太大而無法(fa)實現。新版本(ben)中，通(tong)過耦合AC / DC模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)塊和(he)(he)復合材料模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)塊，用(yong)(yong)(yong)戶可(ke)以(yi)(yi)分(fen)析具有較薄結(jie)構的介電層和(he)(he)壓電層的多(duo)層材料。在RF模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)塊中，一組新端口(kou)使通(tong)孔和(he)(he)傳輸線的設置更加快速(su)，這樣，用(yong)(yong)(yong)戶在對(dui)印刷電路板進行(xing)(xing)(xing)建模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)時會更加靈活。

獨立應用程序的有效分發

基于COMSOL Multiphysics 模型，可(ke)以使用App 開發器創建帶有定制化用戶界面的仿真App 。借助 COMSOL Compiler^TM，可以將此仿真App轉換為可獨立運行的程序。編譯后生成的應用程序運行時僅需要COMSOL Runtime^TM，而不需要COMSOL Multiphysics或COMSOL Server^TM 許(xu)可證。COMSOL App產品(pin)經理Daniel Ericsson說(shuo)：“自去(qu)年發(fa)(fa)布以(yi)來，COMSOL Compiler受到了(le)App 開發(fa)(fa)器用(yong)戶(hu)的廣泛關(guan)注，因(yin)為(wei)它(ta)支持用(yong)戶(hu)獨立編(bian)譯和分發(fa)(fa)自己創建(jian)的應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)。”最(zui)(zui)新版本的COMSOL Compiler增加了(le)新的編(bian)譯選項(xiang)，方便生成最(zui)(zui)小的文件，利于分發(fa)(fa)。當用(yong)戶(hu)首次運行應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)時，可以(yi)從(cong)COMSOL網站下載(zai)并(bing)安裝COMSOL Runtime，使(shi)用(yong)相同COMSOL版本的應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)僅需要一個COMSOL Runtime。通常(chang)，COMSOL Runtime的大小約為(wei)350兆字節，應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)文件本身可能只有幾兆字節。

COMSOL 5.5版本發布亮點

• 新增具有尺寸和約束的草圖繪制工具
• 線彈性波快速仿真
• 新增金屬加工模塊，用于焊接、熱處理和金屬增材制造
• 新增多孔介質流模塊，用于食品、制藥和生物醫藥行業
• 改進用于形狀、拓撲優化的工具，適用于機械、聲學、電磁學、熱、流體和化工等領域
• 導入/導出 3D 打印和增材制造格式 PLY 和 3MF
• 用于修復 STL、PLY 和 3MF 文件的編輯工具
• 非線性殼、管道力學、隨機振動和鏈傳動的結構分析
• 可壓縮歐拉流和非等溫大渦模擬 (LES)
• 支持水平集、相場、Euler-Euler 和氣泡流的旋轉機械流接口
• 集總熱系統等效建模方案
• 參與介質輻射可定義多個光譜帶
• 更有效的對流傳熱開放邊界條件
• 在所有仿真類型中均可使用熱力學數據庫屬性
• 全波段和射線光學耦合建模
• 壓電和介電殼
• 用于過孔和傳輸線的新 PCB 端口
• 支持將圖像鏈接到 Microsoft^® PowerPoint^® 演示文稿
• 創建個性化插件，定制“模型開發器”工作流程
• 使用 COMSOL Compiler^TM 制作更小的仿真 App 可執行文件

適用性

Windows^®，Linux^®和macOS 等操作系統均支持COMSOL Multiphysics，COMSOL Server以及COMSOL Compiler 等軟件產品。Windows^®的(de)操作系統支(zhi)持(chi)“App 開(kai)發器 ”工(gong)具的(de)使用。

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