comsol基礎(chǔ)知識_COMSOL如何建模

　　COMSOL

　　COMSOL的起源：COMSOL最先是Matlab的一個工具箱（Toolbox），叫做Toolbox 1.0。后來改名為Femlab 1.0（FEM為有限元，LAB是取用的Matlab），這個名字也一直沿用到Femlab 3.1。

　　發(fā)展至今，COMSOL當前有一個基本模塊和八個專業(yè)模塊：結(jié)構(gòu)力學模塊 （Structural Mechanics Module）、化學工程模塊 （ Chemical Engineering Module）、熱傳遞模塊 （ Heat Transfer Module）、地球科學模塊（Earth Science Module）、射頻模塊（RF Module）、AC/DC模塊（ AC/DC Module）、微機電模塊 （ MEMS Module）、聲學模塊 （Acoustics Module）。以及反應工程實驗室（ COMSOL Reaction Engineering LAB）、信號與系統(tǒng)實驗室（Signal&System LAB）、最優(yōu)化實驗室（Optimization LAB）、CAD導入模塊（ CAD Import Module）、二次開發(fā)模塊（ COMSOL ScriptTM）。

　　基本信息

　　COMSOL公司是全球多物理場建模與仿真解決方案的提倡者和領(lǐng)導者，其旗艦產(chǎn)品COMSOL Multiphysics，使工程師和科學家們可以通過模擬，賦予設(shè)計理念以生命。它有無與倫比的能力，使所有的物理現(xiàn)象可以在計算機上完美重現(xiàn)。COMSOL的用戶利用它提高了手機的接收性能，利用它改進醫(yī)療設(shè)備的性能并提供更準確的診斷，利用它使汽車和飛機變得更加安全和節(jié)能，利用它尋找新能源，利用它探索宇宙，甚至利用它去培養(yǎng)下一代的科學家。

　　COMSOL Multiphysics起源于MATLAB的Toolbox，最初命名為Toolbox 1.0。后來改名為Femlab 1.0（FEM為有限元，LAB是取自于Matlab），這個名字也一直沿用到Femlab3.1。從2005年3.2版本開始，正式命名為COMSOL Multiphysics。

　　從3.2的版本開始，正式命名為COMSOL Multiphysics，因為COMSOL公司除了Femlab外又推出了COMSOL Script和COMSOL Reaction Engineering等一系列相關(guān)軟件。這兩款軟件也相當于Femlab的工具箱，也是為了滿足科研人員更高的要求。如在COMSOL Script中，你可以自己編程得到自己想要的模型并求解；你也可以通過編程在COMSOL Multiphysics基礎(chǔ)上開發(fā)新的適用本專業(yè)的軟件，也就是一個二次開發(fā)工具。所以COMSOL只是個公司名，軟件名應該是COMSOL Multiphysics。

　　Multiphysics翻譯為多物理場，因此這個軟件的優(yōu)勢就在于多物理場耦合方面。多物理場的本質(zhì)就是偏微分方程組（PDEs），所以只要是可以用偏微分方程組描述的物理現(xiàn)象，COMSOL Multiphysics都能夠很好的計算、模擬、仿真。

　　2006年COMSOL Multiphysics再次被NASA技術(shù)雜志選為“本年度最佳上榜產(chǎn)品”，NASA技術(shù)雜志主編點評到，“當選為 NASA科學家所選出的年度最佳CAE產(chǎn)品的優(yōu)勝者，表明COMSOL Multiphysics是對工程領(lǐng)域最有價值和意義的產(chǎn)品。”

　　COMSOL Multiphysics是一款大型的高級數(shù)值仿真軟件。廣泛應用于各個領(lǐng)域的科學研究以及工程計算，模擬科學和工程領(lǐng)域的各種物理過程。

　　COMSOL Multiphysics是以有限元法為基礎(chǔ)，通過求解偏微分方程（單場）或偏微分方程組（多場）來實現(xiàn)真實物理現(xiàn)象的仿真，用數(shù)學方法求解真實世界的物理現(xiàn)象。

　　大量預定義的物理應用模式，范圍涵蓋從流體流動、熱傳導、到結(jié)構(gòu)力學、電磁分析等多種物理場，用戶可以快速的建立模型。COMSOL中定義模型非常靈活，材料屬性、源項、以及邊界條件等可以是常數(shù)、任意變量的函數(shù)、邏輯表達式、或者直接是一個代表實測數(shù)據(jù)的插值函數(shù)等。

　　預定義的多物理場應用模式， 能夠解決許多常見的物理問題。同時，用戶也可以自主選擇需要的物理場并定義他們之間的相互關(guān)系。當然，用戶也可以輸入自己的偏微分方程（PDEs），并指定它與其它方程或物理之間的關(guān)系。

　　COMSOL Multiphysics力圖滿足用戶仿真模擬的所有需求，成為用戶的首選仿真工具。它具有用途廣泛、靈活、易用的特性，比其它有限元分析軟件強大之處在于，利用附加的功能模塊，軟件功能可以很容易進行擴展。

　　COMSOL如何建模

　　COMSOL廣泛應用于各個領(lǐng)域的科學研究以及工程計算，模擬科學和工程領(lǐng)域的各種物理過程。下面介紹利用該軟件建立幾何模型。

　　工具/原料

　　電腦

　　COMSOL Multiphysics軟件

　　模型向?qū)?/p>

　　1選擇模型向?qū)?；三維

　　2點擊焦耳熱-增加-求解；穩(wěn)態(tài)-完成

　　幾何

　　點擊幾何，設(shè)置長度單位：um

　　點擊功能區(qū)幾何-工作面；xz平面

　　右擊工作平面-面幾何，選擇多邊形；

　　在多邊形坐標中分別輸入：

　　Xw： 0 2 8 10

　　Yw： 0 3.4 3.4 0

　　點擊構(gòu)建選定

　　點擊工作平面-差集；

　　選擇增加對象、減去對象（活動鼠標滑輪選擇不同區(qū)域）

　　點擊創(chuàng)建選定

　　點擊幾何-拉伸；設(shè)置拉伸長度為1.2。

　　點擊構(gòu)建選定。

　　點擊幾何-圓柱體；設(shè)置尺寸（0.4，5），位置（5，-0.6，0）。

　　點擊幾何功能區(qū)差集，設(shè)置如下；點擊創(chuàng)建選定。

　　幾何模型如圖所示