comsol有限元（comsol有限元仿真）

本篇文章给大家谈谈comsol有限元，以及comsol有限元仿真对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享comsol有限元的知识，其中也会对comsol有限元仿真进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、comsol 到底是什么原理的啊，希望拿磁场方面的给与解释，谢谢大神了！！没钱了，唉，不好意思！！
• 2、comsol 到底是什么原理的啊，希望拿磁场方面的给与解释
• 3、comsol快速入门教程
• 4、【有限元】案例讲解结构非线性仿真不收敛解决技巧

comsol 到底是什么原理的啊，希望拿磁场方面的给与解释，谢谢大神了！！没钱了，唉，不好意思！！

COMSOL Multiphysics是以有限元法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。用数学方法求解真实世界的物理现象，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。目前已经在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。
大量预定义的物理应用模式，范围涵盖从流体流动、热传导、到结构力学、电磁分析等多种物理场，用户可以快速的建立模型。COMSOL中定义模型非常灵活，材料属性、源项、以及边界条件等可以是常数、任意变量的函数、逻辑表达式、或者直接是一个代表实测数据的插值函数等。
预定义的多物理场应用模式， 能够解决许多常见的物理问题。同时，用户也可以自主选择需要的物理场并定义他们之间的相互关系。当然，用户也可以输入自己的偏微分方程（PDEs），并指定它与其它方程或物理之间的关系。
COMSOL Multiphysics力图满足用户仿真模拟的所有需求，成为用户的首选仿真工具。它具有用途广泛、灵活、易用的特性，比其它有限元分析软件强大之处在于，利用附加的功能模块，软件功能可以很容易进行扩展。

comsol 到底是什么原理的啊，希望拿磁场方面的给与解释

COMSOL公司是全球多物理场建模与仿真解决方案的提倡者和领导者，其旗舰产品COMSOL Multiphysics，使工程师和科学家们可以通过模拟，赋予设计理念以生命。它有无与伦比的能力，使所有的物理现象可以在计算机上完美重现。COMSOL的用户利用它提高了手机的接收性能，利用它改进医疗设备的性能并提供更准确的诊断，利用它使汽车和飞机变得更加安全和节能，利用它寻找新能源，利用它探索宇宙，甚至利用它去培养下一代的科学家。
COMSOL Multiphysics起源于MATLAB的Toolbox，最初命名为Toolbox 1.0。后来改名为Femlab 1.0（FEM为有限元，LAB是取自于Matlab），这个名字也一直沿用到Femlab3.1。从2003年3.2a版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。
从3.2a的版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics，因为COMSOL公司除了Femlab外又推出了COMSOL Script和COMSOL Reaction Engineering等一系列相关软件。这两款软件也相当于Femlab的工具箱，也是为了满足科研人员更高的要求。如在COMSOL Script中，你可以自己编程得到自己想要的模型并求解；你也可以通过编程在COMSOL Multiphysics基础上开发新的适用本专业的软件，也就是一个二次开发工具。所以COMSOL只是个公司名，软件名应该是COMSOL Multiphysics，但由于现在大家都习惯了，也就不再计较这些了。
Multiphysics翻译为多物理场，因此这个软件的优势就在于多物理场耦合方面。多物理场的本质就是偏微分方程组（PDEs），所以只要是可以用偏微分方程组描述的物理现像，COMSOL Multiphysics都能够很好的计算、模拟、仿真。
2006年COMSOL Multiphysics再次被NASA技术杂志选为"本年度最佳上榜产品"，NASA技术杂志主编点评到，"当选为 NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品。"
COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件。广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。
COMSOL Multiphysics是以有限元法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。用数学方法求解真实世界的物理现象，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。目前已经在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。
大量预定义的物理应用模式，范围涵盖从流体流动、热传导、到结构力学、电磁分析等多种物理场，用户可以快速的建立模型。COMSOL中定义模型非常灵活，材料属性、源项、以及边界条件等可以是常数、任意变量的函数、逻辑表达式、或者直接是一个代表实测数据的插值函数等。
预定义的多物理场应用模式， 能够解决许多常见的物理问题。同时，用户也可以自主选择需要的物理场并定义他们之间的相互关系。当然，用户也可以输入自己的偏微分方程（PDEs），并指定它与其它方程或物理之间的关系。
COMSOL Multiphysics力图满足用户仿真模拟的所有需求，成为用户的首选仿真工具。它具有用途广泛、灵活、易用的特性，比其它有限元分析软件强大之处在于，利用附加的功能模块，软件功能可以很容易进行扩展。

comsol快速入门教程

我曾经大三的专业课老师要求全班学习COMSOL！

我自己参照官网的教程，写了个比较通俗易懂的入门教程，字多图多慎看（大三的时候写的）。

教你一步一步做出第一个项目。（其实COMSOL本身不难，主要是其中涉及的物理建模和数理方程的知识是不可或缺的）

扳手受力分析

我们平常用的扳手：如下图：

我们可以通过对它进行模拟分析，熟悉一下comsol的基本操作流程；（这是个简单的力学模拟，不涉及耦合场的模拟，当然，comsol最强大的功能是耦合场模拟，这个我们不急，先看完这个了解一下，具体的耦合场的例子推荐大家去看官方的help文档example2，这个例子也是上面的，相比官方来说，我的首先是中文比较好懂一点，然后解释比较直白通俗）

当然你也可能有些地方不懂，第一是有限元不太知道，第二就是数理方程边界条件不太知道，第三就是我没说明白！！！

本人也是个新手，刚看过三国，就学关公耍大刀了，大家将就着看吧，肯定会有差错，敬请原谅敬请原谅。。。。。

第一部分：

选择基本的研究领域，显然，我们这里研究的是结构力学模块中的固体力学，然后它跟时间无关，所以是稳态的研究。模型当然是选择3D的了。具体步骤有截图：

完成这四步以后，我们就可以进入comsol 的主界面了！

Ps：这里稍微介绍一下，为什么我们一开始要选择不同的模块和领域，什么力学，电磁学，光学什么的，在于不同模块所需要的偏微分方程和边界条件都是不一样的（请回忆数学物理方程里的三个基本方程和相关的定界问题），comsol为我们预设了不同的微分方程所以我们不需要自己设（当然你可以选择自己设），只要点击相应的模块就行了。这是comsol的一大优势。

第二部分：

下面我们就开始设置相关的条件了。

首先我们要有一个模型，我们研究的是一个扳手，所以我们要有一个扳手的模型，可以自己绘制，这个扳手模型的绘制应该是比较复杂的，只用comsol基本功能可能比较难，可以用CAD软件区绘制，comsol支持CAD文件的导入。

上面扯了一大堆，对于我们来说，第一次就用comsol里面自带的几何模型库吧，正好里面有。我们可以选择导入，具体步骤如下：

上面那个默认的目录是：C:\Program Files\COMSOL\COMSOL44\models\COMSOL_Multiphysics\

Structural_Mechanics\wrench.mphbin

大家根据自己的安装情况不同可以找到它。

这时候，我们就把扳手的模型导入了，大家可以去随便点一点

这一排的按钮，看一看它们的作用是什么，可以随便点的，点不坏的，不用怕，我就不一一介绍了

下面我们就进行下一步了

模型选定了，接下来我们根据

它上面从上到下的顺序，选择材料属性

我们知道不同的材料的杨氏模量，泊松比是不一样的，所以要确定材料（具体请脑补朝玉大师的弹性力学与张亮分析）

大家可能会找不到它，它是在built-in里面的，需要先打开built-in再找。

然后就设置好材料了，大家可以看一看它的具体的数据

下面我们就进行第三步了，模型有了，材料也搞好了，开始设置边界条件吧！（最关键的一步）

微分方程之前我们选模块的时候就选好了，要解微分方程就看边界条件和初始条件了，这里跟时间无关（此处脑补操老师的数理方程）

扳手的受力，显然我们按住扳手的尾端，也就是在扳手的尾端施加力，扳手的前端是固定的

很明显，扳手的前端是固定端，添加固定边界条件

尾端要加上载荷（这里有问题请参考数理方程）

首先选择固定边界条件

加在扳手的前端上，变成蓝色说明已经被选定，这一步只要在扳手前端找到如图所示，点击鼠标就行了

以上两步，说明我们给扳手前端加了固定边界条件。

下面一步给扳手加上载荷：

跟上一步一样，左键选择添加边界载荷：

然后我们选定载荷作用的这一部分：

选好之后，我们看左边的栏目，添加相应的载荷属性（也就是力的方向和大小）

先选择total force，在写上力就行了，我写的是150，大家可以随便大小，但不要太大（太大，扳手承受不了就。。。。）

这里为什么有负号，因为压扳手的力是朝z轴负方向的。。。。。

到此就全部设置好了！

下面就进行网格化吧（这是有限元方法的基本步骤，不懂的请稍微看看有限元）

当然，目前也不需要你懂什么，稍微点两下就行了

再点

就行了，。。网格化完毕

这里我们用的是系统自动网格化，我们也可以选择人工的，人工的就要我们自己设置网格的大小，密度什么的。。。。

网格化完了，你的扳手就会变成这样：

全部设置都结束了

最后只要轻轻点一下计算就行了

如果你的电脑运行内存小于4g，那很不幸，你可能算不出来，要进行一些额外的步骤（现在4g以下的笔记本应该不多了，如果你是，就来问我吧）

如果你的内存小于4g的话，就请看下面：

没关系，可以用硬盘内存代替运行内存，多几个简单的步骤：

首先，你就不要点计算了，先进行以下步骤

右击

,选择

，然后展开

，变成下面这个样子：

展开

，并点击

在右边的设置窗口设置：

跟这个图上设置的一样吧

这个设置确保如果你的电脑运行低内存中计算,解算器将开始使用硬盘作为补充RAM。允许解算器使用硬盘而不是内存计算慢下来。

到此你就设置完了，可以像之前一样，右键

，点击计算就行了。

你的内存大于4g就不用管，等它算完吧，可能要一些时间，一两分钟。。。

成功算完之后，你会看到：

是不是很神奇，整个扳手每个地方的受力都显示出来了（如果你的力不是150的话，可能情况跟我不一样。。。。。）

你看到的黑线的部分是扳手形变之前的位置，也就是初始位置。。。。

接下来，你可以稍微设置一下，就可以看到扳手的形变情况或者是受压力的情况。。。。（如果你的力不是150的话，可能情况跟我不一样。。。。。）

后面我就贴步骤，具体不啰嗦了，你基本也知道基本的流程了

这个扳手的建模我实际上是省略的全局定义的那一部分，这一部分在大型的建模过程中是排在第一步的，也就是设定参数，设定变量，设定函数什么的，比如我们就可以事先设定一个参数F来代表载荷，在填载荷的时候就可以直接写F不用写具体数值。。。。。但是我们这个小模型很显然就没必要了。。。。大家先有一个意识

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【有限元】案例讲解结构非线性仿真不收敛解决技巧

可爱多

主要通过分析一个扬声器Kms(x)仿真不收敛的解决案例，来讨论下有限元非线性计算时应该注意的事项，以及非线性计算时求解器设置。供各位参考。

昨天一个朋友用comsol分析一款支片（弹波）的Kms（x）时，用最大位移5mm计算时，收到一个错误提示：“达到最大牛顿迭代次数”。只能计算到2mm。我花了点时间帮助他解决了一下。就以此为案例，解剖下麻雀。

Comsol复杂模型的默认网格划分/默认求解能力和非线性的计算能力相比较与其他软件如Ansys或者ABAQUS是存在一定差距的，所以网格和求解器在求解复杂非线性模型时需要根据有限元计算理论进行一定的手动调整。

首先介绍下，Kms(x)的仿真分析大致有两种思路：1.给定一个力，然后计算位移 ，力/位移就是Kms。2.给定一个位移，然后计算其他刚性部件的反作用力，力/位移就是Kms。这两种思路对应的有限元软件内部算法也略有差异，不过一般使用专业软件不需要考虑那么深。

以下讨论的解决技巧不局限于comsol,对其他软件进行非线性仿真时出现不收敛也是适用的。

我的解决思路是这样的：

1.检查结果。支片在2mm时显然未拉伸至最大，所以不是因为变形过大造成不收敛。

2.检查求解记录。通过查看求解器的收敛曲线，发现未相对误差经过25次迭代之后未达到0.001，从而显示不收敛。

3.检查参数。这个案例用的是给定一个位移，然后计算反作用力的方法。Comsol采用参数化扫描时，需要避开位移0点，否则Kms计算会出错。所以位移设置修改为从-5.01mm计算到5mm。

4.检查物理场边界/载荷设置。加载位移时，除需要计算方向指定位移外，将其他方向的位移设置为0。防止计算误差导致在理论上不可能有位移的方向移动。

5.检查网格。网格足够密。适当调稀疏了点，够用就好。

6.检查求解器设置。这是这个案例最关键的部分。首先将最大迭代数从默认25修改为50，发现相对误差还是大于0.001。所以再考虑将相对容差从默认0.001调整为0.002，当然这个会损失一定的精度。具体见下面的图。

7.顺利求解完成。从结果来看，精度的损失是可以接收的，Kms(x)曲线光滑且走势符合预期。当然其中经过多次参数尝试和调整。不过大体思路就是这样。遇到类似问题的朋友也可以照此解决。

最后，以comsol的结构非线性求解为例，大体讲解下求解器的相关设置。有兴趣的可以按下F1多看看官方的帮助文档，这个是最专业的。

默认采用的是直接求解法，存在多个求解器。直接法一般是通过牛顿迭代法，转化为线性问题，然后直接暴力展开矩阵求解。这种方法比较稳定，鲁棒性强，不过内存占用较多。

也可以修改为迭代求解，同样存在多个求解器。相对直接求解，可以减少内存开销，计算速度一般情况下会略快。不过相对更容易不收敛，不如直接法稳定。需要一个比较好的初始预估值，不然结果容易发散。

考虑不同非线性程度，可以考虑不同的非线性方法。默认就是定常的牛顿法。形状畸变比较严重的结构，需要考虑使用比如自动高度非线性牛顿法。遇到不收敛的情况，有时也需要适当调整阻尼因子，以增加收敛性和鲁棒性。

通常情况下非线性不收敛可以参考本案例，检查好参数/物理场设置/网格/求解器即可。求解器优先选用默认的直接法求解，遇到问题优先调整迭代次数，还有问题再调整相对容差，最后再考虑更换求解方式或者调整其他参数。当然具体需要结合收敛曲线分析判断。

关于comsol有限元和comsol有限元仿真的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。 comsol有限元的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于comsol有限元仿真、comsol有限元的信息别忘了在本站进行查找喔。 版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。