comsol multiphysics仿真软件

comsol multiphysics仿真软件，非常实用的cad操作工具，该软件能够用多物理场仿真带来精确的分析结果，建模工作流程实现统一，基于方程建模拥有更多优秀建模功能，几何建模操作更便捷，扫描优化更快，数值报告更精确。有需要的朋友们，欢迎来旋风软件园下载哦！

comsol软件简介

COMSOLMultiphysics?是一种通用软件平台，基于先进的数值方法，用于建模和模拟基于物理的问题。使用COMSOL Multiphysics，您将能够解释耦合或多物理现象。有超过30种附加产品可供选择，您可以使用专用物理接口和工具进一步扩展仿真平台，用于电气，机械，流体流动和化学应用。其他接口产品将您的COMSOL Multiphysics仿真与技术计算，CAD和ECAD软件连接起来。

使用COMSOL Multiphysics，您可以轻松地将一种物理类型的传统模型扩展为多物理场模型，同时解决耦合物理现象。更重要的是，获得这种力量并不需要深入了解数学或数值分析。

软件特色

使用“ECAD 导入模块”，可以将 ECAD 文件导入 COMSOL Multiphysics，并将二维布局转换为适合仿真的三维几何。为了满足 MEMS 和 IC 仿真需求，“ECAD 导入模块”支持 GDSII 格式。为支持开发 PCB，可以导入 ODB++?、ODB++(X) 和 NETEX-G 文件格式。NETEX-G 格式是同名程序的原生格式，可用于从 Gerber 布局和钻孔文件中提取特殊丝网的连接金属迹线，在将 PCB 设计发送给制造部门时应用非常广泛。

“CAD 导入模块”支持导入各种不同的文件格式，包括 Parasolid? 和 ACIS? 格式，以及 STEP 和 IGES 等标准格式。

“材料库”包含 2500 多种材料的材料属性值和函数，每种材料都具有多达 24 个关键材料属性。

“优化模块”提供的优化工具可与现有的任何 COMSOL Multiphysics 产品结合使用。“优化模块”是一个通用接口，用于定义目标函数、指定设计变量、设置约束，然后使用多个内置的优化求解器进行求解。

借助 LiveLink? for solidworks?，可以将 COMSOL Multiphysics 分析功能与 SOLIDWORKS? 相结合，在 SOLIDWORKS? 建模环境中集成 COMSOL Multiphysics 的各项功能，用于三维 CAD 设计。

LiveLink? for Revit? 提供的功能可以在用于“建筑信息模型”(BIM) 的 autodesk Revit? Architecture 建筑设计软件与 COMSOL Multiphysics 之间同步建筑设计。您可以将同步操作配置为根据 Revit 设计为选定的房间自动创建几何对象。房间边界元素（例如墙壁和屋顶）及其他单元（例如门、窗或家具）的几何对象也可以在同步期间进行转换。同步的单元会自动添加到选择中，以便在 COMSOL App 中定义材料或边界设置时使用。

LiveLink? for solidedge/ target=_blank class=infotextkey>solid edge? 是一个功能强大的平台，可以将多物理场仿真集成到三维产品设计工作流程中。Solid Edge? 是一个三维设计系统，可以帮助您改进设计并使设计过程更加高效。通过将 Solid Edge 三维设计与 COMSOL Multiphysics 中的仿真功能相结合，可以对物理设计及其在实际工作环境中的性能进行可视化并加以优化。

软件功能

一、多物理场仿真带来精确的分析结果

工程仿真成功的关键往往取决于是否能够开发出通过实验验证的模型，以取代传统单纯依靠实验和原型的方式，同时能够从更深层面上理解产品的设计和流程，为之后的设计改进积累，打下基础。与实验或原型测试相比，建模仿真可以帮助开发人员更快、更有效、更精确地优化产品和过程。

对于comsol multiphysics用户来说，建模不再受制于其他仿真软件常常存在的各种限制，用户可以自由控制模型的各个方面。软件支持将任意数量的物理场现象耦合在一起，不仅如此，您还可以直接在图形用户界面（GUI）使用方程和表达式来输入用户自定义参数，以传统方法难以实现，甚至是完全无法实现的创造性方式来进行仿真。

精确的多物理场模型能够考虑各种可能的工况和相关的物理效应，能够帮助您理解、设计和优化真实工作条件下的产品和过程。

二、统一的建模工作流程

使用comsol multiphysics建模意味着，您可以在一个软件环境中，任意地切换电磁学、结构力学、声学、流体流动、传热和化学反应现象，或通过偏微分方程组建模的任何其他物理场等多个仿真。您还可以在单个模型中将这些领域的物理现象进行组合。COMSOL Desktop用户界面为您提供了完整的仿真环境和始终一致的建模工作流程，无论您想要分析和开发哪种类型的设计或过程，都可以遵循同样的建模流程。

三、几何建模和 CAD 软件接口

1、操作、序列和选择

comsol multiphysics的核心功能提供了丰富的几何建模工具，支持通过实体对象、表面、曲线和布尔操作等来创建零件。您可以通过操作序列来创建几何实体，序列中的每个操作都可以输入控制参数，方便您在多物理场模型中轻松地进行编辑和参数化求解。几何模型中的定义与其相应的物理场设置之间相互关联，这意味着只要几何模型发生变化，软件便会自动将此变化反应到所有与其关联的模型设置中。

您可以将几何模型中的材料域或表面等几何实体进行分组，创建不同的选择，并在定义物理场、划分网格以及后处理等后续操作中使用这些选择。不仅如此，您还可以通过一系列操作来创建参数化几何零件（包括相关选择），然后将它们存储到“零件库”中，以便在多个模型中重复使用。

2、导入、修复、特征修复和虚拟操作

CAD 导入模块和 ECAD 导入模块 支持将所有标准 CAD 和 ECAD 文件导入到 COMSOL Multiphysics 中。设计模块进一步扩展了 COMSOL Multiphysics 的几何操作功能。“CAD 导入模块”和“设计模块”均支持对几何模型执行修复和特征去除操作。软件也支持对表面网格模型（如 STL 格式）的导入，用户还可以通过 COMSOL Multiphysics 中的后续操作将其转换为几何对象。与几何序列中的其他操作类似，导入操作也可以与选择和其它相关操作结合使用，以执行参数化和优化分析。

作为特征去除和修复功能的备选方案，COMSOL软件还支持一些“虚拟操作”。对于如长条面和小面等这些几何特征，建模时包含它们通常并不提高仿真精度，虚拟操作可以用于去除这些几何特征对网格的影响。与特征去除功能不同的是，虚拟操作可以在不改变几何的曲率或保真度的情况下，生成更优质的网格。

四、众多预置接口和功能，支持基于物理场建模

COMSOL软件提供了一系列预定义的物理场接口，用于模拟各种物理现象，其中包括了很多常见的由多个物理场共同作用引起的现象。物理场接口是专门针对特定科学或工程领域问题建模的用户界面，用户在其中可以自由设定模型的各个方面 - 从参数定义、离散化，到分析和求解结果。

当选定某个特定的物理场接口后，软件会给出相应的研究类型供用户选择，例如瞬态或稳态求解。除此之外，软件还会自动推荐合适的数值离散化方法、求解器设置，以及对应于该物理现象的可视化和后处理图表。用户还可以对物理场接口进行自由组合，用来描述涉及多种物理现象的复杂过程。

comsol multiphysics平台软件预置了大量的核心物理场接口，涉及固体力学、声学、流体流动、传热、化学物质传递和电磁学等诸多领域。COMSOL产品库中包含的附加模块提供了丰富的专业用户界面，扩展了软件在相应领域的建模功能，是对软件核心建模功能的有力补充。

五、基于方程建模带来灵活、透明的建模功能

要想真正推动科学与工程研究及创新，软件工具仅提供一成不变的工作环境是远远不够的。理想的软件应该直接在用户界面中提供模型定义，并支持用户根据数学方程进行定制。COMSOL Multiphysics的功能应运而生，完全具备这种级别的灵活性，在生成数值模型之前，其内置的方程编译器可以先快速地编译表达式、方程及其他数学描述。软件支持在物理场接口中添加和定制表达式，用户可以将这些表达式自由耦合，从而模拟多物理场现象。

丰富的定制功能不仅限于此。借助“物理场开发器”，您还可以根据自己的方程来创建新的物理场接口，并在之后的建模工作中调用和修改这些接口，也可以将其分享给其他同事。

六、自动和手动网格剖分

根据物理场的类型或多物理场组合，COMSOL Multiphysics提供了多种模型离散化和网格剖分方面的方法供您选择。离散化方法主要是基于有限元方法（相关方法的完整列表，请参见本页的求解器一节），而通用的网格剖分算法可以使用相应的单元类型来创建与所用数值方法相匹配的网格。例如，默认算法可以采用自由四面体网格，或采用四面体与边界层网格的组合，来实现更迅速、更精确的求解。

对于所有网格类型，都可以在求解过程中或研究步骤序列中执行网格细化、重新剖分网格或自适应网格剖分操作。

七、研究步骤序列、参数研究和优化

1、研究或分析类型

当您选中某个物理场接口后，COMSOL Multiphysics会给出相应的研究（分析类型）。例如，对于固体力学分析，软件会建议您执行瞬态、稳态或特征频率研究；对于 CFD 问题，软件则只建议您使用瞬态和稳态研究。当然，您也可以自由地选择其他研究类型。 用户可以通过设定一系列研究步骤来构建求解过程，其中，用户可以选择每个研究步骤中所求解的模型变量。在求解序列中，任何研究步骤所得到的解都可以用作后续研究步骤的输入。

2、扫描、优化和估计

任何研究步骤都可以通过参数化扫描来运行，参数化扫描可以基于模型中的一个或多个参数，包括几何参数、物理场定义中的设置等。您可以使用不同的材料及其定义的属性来执行扫描，也可以对一组定义的函数执行扫描。

您可以使用优化模块执行优化研究，对多物理场模型进行拓扑优化、形状优化或参数估计。COMSOL Multiphysics提供无梯度和基于梯度两种优化方法。最小二乘法公式和一般优化问题公式可用于参数估计。软件还提供内置的灵敏度研究，用于计算目标函数相对于模型中任何参数的灵敏度。

八、先进的数值方法实现精确求解

COMSOL Multiphysics的方程编译器为数值引擎提供了最佳动力：用于稳态（稳定）、瞬态、频域和特征频率研究的全耦合偏微分方程组。软件使用有限元法（FEM），对偏微分方程组的空间变量 (x, y, z) 进行离散化处理。对于某些特定问题，也可以使用边界元法（BEM）将空间离散化。对于空间和时间相关的问题，则使用直线法，其中使用 FEM（或 BEM）将空间离散化，从而形成常微分方程组（ODE）。然后使用包括时间步进的隐式和显式方法在内的高级方法来求解这些常微分方程。

九、丰富的可视化和后处理工具帮助展示建模结果

尽情展示您的仿真结果吧！COMSOL Multiphysics提供了强大的可视化和后处理工具，可以帮助您以简洁有效的方式展示您的仿真结果。您可以使用软件的内置工具，也可以在软件中输入数学表达式，通过派生物理量来增强可视化效果。因此，您可以在 COMSOL Multiphysics中生成与仿真结果有关的任何物理量的可视化效果。

可视化功能包括表面图、切面图、等值面图、截面图、箭头图和流线图等众多绘图类型。软件提供一系列数值后处理工具用于计算表达式，例如积分和导数。您可以计算实体、表面、曲边以及点上的任意物理量或派生物理量的最大值、最小值、平均值和积分值。许多基于物理场的模块还包含了特定工程和应用领域的专用后处理工具。

十、仿真 App 在分析、设计和生产之间架起沟通的桥梁

在许多组织中，往往都是少数的数值仿真专业人员需要为一个庞大的群体服务，后者通常是从事产品开发、生产人员，或者研究物理现象和过程的学生。为了顺应这一市场需求，COMSOL Multiphysics提供了开发仿真 App 的强大功能，借助“App 开发器”，仿真专业人员可以为原本通用的计算机模型创建直观且极具特色的用户界面 - 开发随时可用的定制 App。

您可以从通用模型着手，开发多个不同的 App，每个 App 都可以针对特定的任务而内置有限的输入和输出选项。App 既可以在客户端运行，也可以通过网页浏览器运行，其中可以包含用户文档，还可供您检查“允许范围内的输入”，并通过单击按钮生成预定义的报告。您可以使用 COMSOL Server的App管理和分发工具，通过网络或 Web 访问方式将开发完善的 App 分享给设计团队、制造部门、工艺操作员、测试实验室、用户以及客户使用。

使用技巧

1、选择内部实体：前滚鼠标中键，可实现表里的切换，同时点击左键选中

2、鼠标绘图区操作：左键旋转，滑轮平移则放大缩小，右键平移

3、选择技巧：可以用selection的编号(在home -> windows下)

4、装配体和联合体区别：前者是组合在一起(变成一个区域，但保持原始边界，画网格时保持明确边界)，后者形成不可分割的整体(变成一个区域，但边界重新划定，画网格时连续过渡)

5、选择技巧：利用几何下的显式选择来给各种域、边界、边定义，定义包括名字等，定义之后，在物理场的选择实体选项中会有其名字代表的选项;利用布尔选择和邻接选择，定义各种域、边界;利用特殊形状坐标区域进行选择

软件优势

“微流体模块”提供易于操作的工具来研究微流体设备。其重要应用包括芯片实验室器件、数字微流体、电动力学设备和磁动力学装置以及喷墨打印机。

“分子流模块”旨在提供一些前所未有的仿真功能，用于对复杂几何中的低压、低速气体流动进行精确建模。这是进行真空系统仿真的理想模块，包括用于半导体工艺、粒子加速器和质谱仪的系统。还可以解决小通道应用问题（例如，页岩气勘探和纳米多孔材料中的流动）。

“粒子追踪模块”扩展了 COMSOL 环境的功能，可以计算流体或电磁场（包括粒子-粒子、流体-颗粒和粒子-场的相互作用）中的粒子轨迹。可以将任何特定应用模块与“粒子追踪模块”结合使用，以计算驱动粒子运动的多个场。粒子可以有质量，也可以无质量，其运动受牛顿、拉格朗日公式或经典力学的哈密顿公式控制。可以对几何壁上的颗粒施加边界条件，以允许颗粒冻结、粘合、反弹、消失或漫反射。

“管道流模块”用于模拟管道系统中的流体流动、传热和传质、水力瞬变及声学等。可与 COMSOL 产品套件中的其他任意模块轻松地集成，用于模拟管道对大型实体产生的作用，例如，发动机组中的冷却管或连接到容器的补给和产品通道。管道流仿真可以提供沿管道的速度、压力、物质浓度及温度分布，还可以模拟声波传播和水锤效应。

“等离子体模块”设计用于低温等离子体源和系统的建模和仿真。工程师和科研人员借助它来深入了解放电物理现象，并评估现有或潜在设计的性能。“等离子体模块”可以在所有空间维度中执行分析：一维、二维和三维。

“射线光学模块”可用于系统中的波长比最小几何细节还小得多的电磁波传播建模。电磁波可以看作是通过均质或变折射率介质传播的射线。由于无需使用有限元网格来解析波长，因此可以用较少的计算量来计算长距离的射线轨迹。射线还可以在两个不同介质之间的边界上发生反射和折射。

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