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COMSOL Multiphysics® 3.5新特征与高性能CAD、ECAD协同仿真

发布: Simwe    来源:中仿科技    发布时间:2008-10-10    收藏】 【打印】  复制连接 【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

Inventor双向接口完美支持Parasolid文件,印刷电路板(PCB)板图的导入接口,参数化扫描集群计算,单机计算效率空前提高,有力地推进工程分析和科学技术的进展速度。

 

来自BURLINGTON, MA的消息,COMSOL公司于今日(2008年10月10日)发布功能强大的工程分析和科学技术高性能仿真软件的最新版本——COMSOL Multiphysics® 3.5,新版本在保留并扩展原有的第三方CAD/CAM/CAE协同能力的同时,还增加了新的Parasolid®文件格式的支持以及Autodesk Inventor®双向接口。新增加多个高性能求解器,重新优化系统内核,新增多个应用模式、材料模型……如此种种,极大的提高COMSOL多学科建模的效率和性能,也把COMSOL 3.5版本的推向了一个更高的水准。COMSOL将于2008年10月11日在Boston举办的全球用户大会上向公众演示新版本的性能,敬请留意。

 

COMSOL3.5版本——计算效率的里程碑

COMSOL Multiphysics 3.5在旧版本的基础上增加了新的求解器,计算效率、精确度得到大幅度提高的同时,对系统内存的需求进一步减少。在与3.4版本的对比测试中,新版本在大规模流体计算的速度增加了三倍以上。

在新求解器中计算瞬态结构力学问题、电磁场问题、声学问题以及流体流动问题的速度都得到了显著的提升,在使用瞬态分离式求解器分析常规动态多物理场耦合问题,诸如焦耳热等问题,系统内存的需求量减少了50%以上。新求解器提供更多设置供使用者进行参数微调,使得计算各种多物理场耦合问题变得越来越容易。

基于时域的波动问题和流体问题的计算,在新求解器中获得2-8被的速度提升。不论您使用的是32位还是64位操作系统,新版本提供将中间计算结果写入硬盘的增强型技术,使得使用少量系统内存也能计算大规模问题成为可能。与此同时,通过优化系统内核代码,先前的共享内存式的并行计算速度获得了20%的提升。

 

CAD导入模块新丁——Parasolid

COMSOL 3.5版本CAD导入模块新增西门子PLM软件Parasolid文件夹格式的支持,大大提高工程分析和科学计算的第三方协同能力,另外,CAD导入模块还增加了对Macintosh系统的支持。

在旧版本中,CAD几何模型在导入COMSOL 之后需要转换为标准的COMSOL几何模型,而改进的Parasolid功能正是减少这一转换过程,并且快速自动修补装配体中的独立的细节特征,从而大幅度提高CAD导入能力、导入速度以及Parasolid几何模型网格剖分速度。

 

新增Inventor双向接口和参数扫描功能

领教过COMSOL-SolidWorks双向接口威力的用户会明白——COMSOL和SolidWorks同时建立并共享几何参数的模型,在一方界面中修改模型的某个参数,立刻能反映到对方中,模型的尺寸也会随即更新。COMSOL 3.5版本中新增加Autodesk Inventor的双向接口,使用Inventor的用户可以非常方便的将自己的几何模型导入到COMSOL中从而获得有限元分析模型。新版本中使用COMSOL-Inventor和COMSOL-SolidWorks双向接口给用户带来的另外一个好处就是参数扫描功能——外围参数围绕求解器进行扫描。根据模型的形状对几何参数自动扫描计算,用户可以使用参数扫描功能在瞬态、稳态、模态求解器中对任意参数进行分离和组装,该功能支持基于Linux和Windows clusters的分布式操作系统。

         

COMSOL-Autodesk Inventor双向接口          COMSOL-SolidWorks双向接口

 

“我们知道减少CAD模型导入过程中花费在模型修补的时间,对我们的用户来说至关重要”,COMSOL副总裁Ed Fontes解释道,“COMSOL 3.5版本的CAD导入模块通过Parasolid的杠杆作用,极大的加快了用户CAD模型导入、修补、网格剖分的时间。与此同时,COMSOL-SolidWorks和COMSOL-Inventor双向接口不但能够极大加上几何模型绘制的速度,还引进了几何参数扫描功能,使用分布式系统进行大规模计算成为可能”。

基于参数扫描的集群计算

更丰富的网格剖分功能

COMSOL新版本的网格剖分变得更加的弹性,例如在六面体网格单元中创建四面体单元网格,同时增加一个前沿网格剖分器——新版本中的2D缺省网格剖分器,通过前沿剖分器,您可以快速在2D和3D的表面创建网格。COMSOL 3.5版本的扫略网格剖分增加函数功能的支持,使得结构层之间的网格剖分变得更加的简单、快速。

源面包含数个面,而目标面只有一个

更通用的后处理功能

新版本的后处理、可视化和结果数据传递更加通用化和实用化。增加高品质GIF图片支持,您可以自定义图像的颜色以及个性化的颜色等级,同时增加GIF动画格式的支持,您可以在后处理器中绘制GIF格式的动画。新增求解过程绘制结果功能,在求解过程中监视各个变量的计算中间值,您可以提前判断计算结果的趋势,以便决定是否提前终止计算、更新设置等,从而使得进行高灵敏读的分析成为可能。

求解时绘制结果

 

各模块新增特征

    COMSOL Multiphysics 3.5版本各模块新增多个功能、应用模式和材料属性,下面将分别给予列出:

 

声学模块

    COMSOL 3.5版本声学模块新增声-固体耦合的应用模式,原有声-电-固体的压电应用模式也得到加强,用于计算固体中的衰减和损耗。

声-固耦合:低音回响喇叭中的压力场

AC/DC模块

    COMSOL 3.5版本的AC/DC模块新增ECAD接口,提供ODB++ 和GDS格式的印刷电路板(PCB)文件的导入。新版本中,您还可以使用Artwork的转换软件NETEX-G®轻松地绘制Gerber/drill格式的文件并导入到COMSOL中。增强型的非线性求解器用于计算非线性瞬态AC/DC问题的速度也得到了提高。

使用ECAD导入特征建立几何结构的平面变压器的仿真

化学工程模块

    COMSOL 3.5版本的化学工程模块一个亮点是改进两相流应用模式,用于模拟不相溶的流体接触面的情况和由此引起的电荷分离效应。通过综合基于水平集的两相流方法与基于相场的两相流方法而获得的应用模式,模拟包括在液体和气体中的便面张力数据。新的稳定性技术、新的求解器以及更优化的缺省设置都极大提高流体计算效能。

采用两相流应用模式模拟的湍流水充满瓶子的过程

地球科学模块

    COMSOL 3.5版本的地球科学模块新增空隙弹性应用模式,用于模拟多孔介质流体的应力应变效应。新版本的地球科学模块还新增材料库中流体和液体的属性。

采用反向建模计算的含水层的渗透性的标准案例

传热模块

 COMSOL 3.5版本的传热模块中非等温流和热对流仿真的计算速度得到明显提升,同时,自由对流和紊流传热仿真的稳定性也得到显著加强。对于电子冷却、自由对流和通用热处理等应用模式的计算速度得到了8倍的提升,而内存的使用量却减少了25%以上。新版本的热传导应用模式可以模拟大尺度问题了,得益于无限元技术和新的函数功能。

水杯底部加热

MEMS模块

COMSOL 3.5版本的MEMS模块的两相流应用模式得到加强,现在可以读取材料库中的液体和气体材料属性用于计算表面张力。增加了电-热-结构耦合应用模式以及粘弹性材料的模拟与结构大变形的支持,新版本的MEMS模块还增加了SPICE电路接口,压电和其它通用MEMS器件都可以直接读取SPICE电路的参数用于模拟计算。压电应用模式的功能得到了扩展,在新的压电应用模式下您可以轻松加入结构阻尼、介电质和耦合损耗等因素。新加入的ECAD接口使您轻松建立掩模板的3D几何模型。

MEMS模块预定义的应用模式

RF模块

COMSOL 3.5版本的RF模块增加一个新的电路端口,用于模拟传输线、天线和外部电路的连接。在计算过程中根据S参数的变化程度进行自适应网格剖分,使得对系统进行精确的模拟成为可能。ECAD导入功能使得印刷电路版(PCB)版图可以直接转化为3D几何模型。新的瞬态求解器对时域问题的计算速度得到4倍的提升。

RF螺线管中的电磁场和能量线与热膨胀耦合

结构力学模块

 COMSOL 3.5版本结构力学模块新增粘弹性材料模型和超弹性Murgnaghan材料模型的接口,轻而易举的模拟非线性声弹性问题。预定义多物理场耦合应用模式,轻松实现电-热-结构耦合的模拟。压电应用模式引入结构阻尼、介电质和耦合损耗的对话框,同时增加了结构大变形的支持,扩展压电分析的应用范围。全局建模的效率都得到了明显改进,例如,瞬态分析中的求解器的缺省设置得到了优化。

阀盖的应力分析

COMSOL 二次开发工具,优化实验室和反应工程实验室

新版本的COMSOL二次开发工具提供MPI支持支持分布内存式计算系统,您可以调用由相互独立计算机组成的集群系统计算大规模问题。新增解析梯度求解能力,诸如反转模型等稳态多物理场优化问题的建模和计算变得既简单又快捷。

COMSOL 3.5版本的反应工程实验室新增第三方数据库软件CAPE-OPEN的接口,在反应工程实验室和化学工程模块之间建立一个桥梁,处理液体和气体热力学问题和各种物理参数。

采用CAPE-OPEN接口模拟的蒸汽转化炉

“CAPE-OPEN接口允许任意COMSOL模型读取基于CAPE-OPEN标准的第三方软件的热力学数据,”CAPE-OPEN网络实验室(CO-LAN)的首席技术工程师Michel Pons解释道,“COMSOL用户在建模过程中可以充分利用CAPE-OPEN提供的这种热力学领域的先进技术,使得COMSOL模型中的热力学参数和CAPE-OPEN中的保持一致。COMSOL未来的规划非常清晰明了,就是为用户提供一个操作简单但是功能却异常强大的分析平台,CO-LaN愿意帮助它实现这个目标。”

新版本更完美支持Macintosh

 

COMSOL在中国,COMSOL Multiphysics是全球第一款真正意义上的多物理场耦合分析软件,中仿科技公司是COMSOL集团在中国的唯一合作伙伴,负责COMSOL产品在中国区(包括香港、澳门特别行政区)的技术支持和销售活动。中仿科技凭借个性化的解决方案、成熟的CAE产品线、专业的市场推广能力以及强有力的技术支持服务赢得了国内众多科研院所以及企业的一致认可,目前国内几乎所有知名大学以及中国科学院旗下各研究所都已选择使用COMSOL Multiphysics作为其科研分析的CAE主要工具。随着中仿科技公司在全国的各分公司、CAE技术联合中心,CAE培训中心的成立,提供更专业的更周到的本地化技术服务,目前众多企业也纷纷选用COMSOL Multiphysics作为企业的分析工具,应用全球最先进制造技术,最终增强企业的核心竞争力,保证了企业持续发展。

 

 

关于COMSOL

COMSOL公司在1986 年成立于瑞典的斯德哥尔摩,目前已在比利时、丹麦、芬兰、法国、德国、挪威、瑞士、英国和美国麻州、加州等成立分公司。

更详细的信息请参考www.comsol.com

 

关于中仿科技

中仿科技(CnTech)是中国内地、香港、澳门领先的仿真分析软件和项目咨询解决方案的供应商。CnTech是中仿集团旗下的旗舰公司,总部设在香港,目前在全国设有四个分公司,分别是上海、北京、武汉和深圳。除了强大的销售和技术支持网络之外,我们还设有专业的售后服务团队和培训中心,为了更好的服务广大客户,公司将陆续在全国各大主要城市设置业务分支机构。CnTech业务包括项目咨询和专业软件的集成和实施等,凭借多年来广大客户的支持和信任以及CnTech员工们的奉献精神和责任心,已为国内外数百家企业、高校及科研院所提供专业软件系统及项目咨询等服务,服务领域涉及教学科研、机械工业、土木工程、生物医学、航空航天、材料科学、化学化工、冶金科学、汽车工业、电子电器、气象环保、采矿和石油工程等行业。

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