COMSOL Multiphysics多物理场耦合”专题培训

大纲

主要内容

COMSOL

软件入门

1、COMSOL自带几何文件创建详解，几何建模注意事项和建议，特殊几何体建模。

2、组合体和装配体的异同，LiveLink CAD实时连接和CAD文件导入及修复，LiveLink SolidWorks实时连接和SolidWorks文件导入及修复。

3、缩放、拉伸、阵列、移动、拷贝、镜像、旋转、线段、参数化曲线、布尔运算、转换、通过二维对象构建三维对象、三维提取二维结构等详细操作。

1、网格作用分及各项功能详解，网格剖分注意事项和网格收敛性判定。

2、物理场控制网格和用户控制网格异同。

3、不同物理场的网格选择与优化，网格质量判定与估计，自适应网格用法详解。

4、映射网格、扫掠网格、边界层网格、薄区域网格，不同区域网格加密技巧等操作。

1、直接求解器和迭代求解器的使用，SPOOLES、PARDISO、MUMPS 三种求解器的异同与选取。

2、从方程上求解上展示全耦合求解和分离式求解的异同，针对物理场如何选取和优化求解器。

3、参数、变量、函数、探针的作用及其使用方法，参数化扫描和助扫描的作用和使用。

4、APP的作用以及开发流程，如何封装模型并提供给其他使用者。

1、数据集处理以及求解域数据的选择。

2、数据处理二次计算、派生值和表单。

3、绘图组和绘图类型、1D、2D、3D绘图技术。

4、不同格式分辨率的图片导出以及数据导出使用origin绘图。

5、导出数据、生成报告。

COMSOL软件高级应用

自定义偏微分方程、移动网格、优化求解

1、PDE的作用和数理方程解问题分析，三类边界条件的约束作用和在软件中的添加，五种经典方程的分析和作用。

2、系数型偏微分方程的使用和限制，如何将方程化为系数型并在软件中进行求解。 

3、广义型偏微分方程的使用和作用。如何将方程化为广义型并在软件中进行求解。

4、弱解型偏微分方程的使用及其灵活性，方程弱形式推导流程和在软件中书写。

5、多物理场方程组的定义与耦合。

1、移动网格和变形几何的区别与联系，四大框架作用介绍。

2、移动网格(颗粒运动简化模型)，介绍网格重构，平滑模型、几何阶数，重构策略选择，如何使计算稳定。

3、针对移动网格的几何设计和网格划分策略。

1、优化理论与算法介绍。

2、直接查找法、依赖域法、梯度法求解器详解。

3、尺寸优化，形状优化，拓扑优化案例演示讲解。

4、拓扑优化结果转换为几何实体建模技巧。

传热物理场技术详解

1、热传导仿真详解，稳态和瞬态仿真过程演示。

2、热对流仿真详解，如何耦合流体流动进行热对流仿真，强制对流换热和自然对流换热关键点设置。

3、热辐射仿真详解，太阳辐射，真空辐射，表面对表面辐射，表面对环境辐射。

4、相变仿真介绍，COMSOL中内置相变模型。

5、传热边界条件详解。

6、激光加热讲解（采用动网格仿真激光打孔案例演示）。

1、电磁场和传热场强耦合仿真策略。

2、稳态电流的焦耳热仿真，瞬态脉冲电流的焦耳热仿真，电磁与传热时间不统一的感应加热仿真。

3、电磁-传热-结构力学强耦合仿真，温度升高导致器件发生形变计算。

1、强制对流散热优化仿真，风冷，水冷，其他液体散热仿真。

2、微流道散热优化仿真。

3、高热导率材料导温优化仿真。

4、热电材料散热仿真，（温差产生电压也可以计算）。

低频电磁场（ACDC）

技术详解

1、电磁学知识回顾，麦克斯韦方程组所对应于各个模块的内容。

2、专业物理场的应用场景和选择标准。

3、域条件，边界条件详解。

4、材料定义，常数，非线性，各向异性，完全各项异性材料等的定义。

5、求解类型介绍与选取。

1、电容，电感，电阻模型分析,介绍三种模型的控制方程和边界条件。

2、如何提取集中参数得到电容值，电感值，电阻值。

3、电容边缘效应模型分析，静电屏蔽模型分析，薄层边界应用条件和分析。

4、永磁体，线圈模型分析，BH曲线的定义和使用。

5、线圈问题的详细分析，单扎和多扎线圈的使用方法详解，电路模块的作用和如何实现场路耦合。

6、电磁力计算，扭矩计算详解。

7、超导仿真计算，E-J曲线定义。

高频电磁加热专题讲解

1、理论介绍。电磁场理论介绍（Maxwell方程，亥姆赫兹方程），波导理论介绍（矩形波导，圆形波导，同轴波导等），传热理论介绍（热传导，热对流，热辐射，相变），电磁与传热的耦合方程介绍。

2、电磁场边界条件定义。端口边界（PORT），散射边界（SBC），完美电导体边界（PEC），完美磁导体边界（PMC），阻抗边界（IBC），完美匹配层域条件（PML）等。

3、传热边界条件定义。热绝缘边界，热通量边界，热对流边界，热辐射边界等。

4、材料定义。常数材料定义，非线性材料定义（介电常数，密度，热容，导热系数等随温度变化），各项异性材料定义（铁氧体材料等）。

5、后处理结果提取与评估。电磁场与温度场的分布提取（体，面，线，点），利用结果二次计算（平均温度，最高最低温度等），散射参数提取（S11参数等），加热效率计算，加热均匀性计算（COV计算）。

COMSOL仿真（MEMS微机电）

1、三维、二维或轴对称体的一般结构分析；

2、二维模式下的使用平面应力或平面应变的假设，分析求解 Navier 方程组为基础，计算位移、应力和应变等结果；

3、固体力学全耦合分析计算；（压电材料本构关系的难点、正/逆压电效应建模与分析，双向耦合及其关键设置）

1、焦耳热和热膨胀；  

2、压电装置激发结构震动变形；

3、结构变形影响流体的流动状态，通过移动网格描述空间拓扑变化；

4、流固耦合要点与分析计算(流体流动耦合结构力学)；

5、压电—结构—流体-移动网格全耦合分析；

1、波动，弹性波在结构中的传播分析，通过压电装置发射声波和接受声波；  

2、正/逆压电计算分析；

3、压电—结构—声三者相互作用全耦合分析；

讨论

1、可根据学员需要补充相关内容，如MEMS，扬声器，流固耦合，变压器，无损检测，微纳光学，超材料等内容。

2、如学员有需求，可以补充专业物理场讲解，如声学，射频，波动光学等物理场。

3、通过学习案例，寻找解决问题的思路，在完全掌握COMSOL应用过程中，多涉猎一些模型的仿真，能做到举一反三，触类旁通；

4、模型之间的区别更多是在于控制方程不同；也就是说，模拟不同的问题，前处理、后处理、求解方法都是类似的。很多技巧在讲解的模型中可以很好的转化为求解另一个问题。欢迎各位学员带上自己的模型前来参加培训，我们将全力为你们解决问题！

优化物理场技术详解

1、优化理论与算法介绍。

2、直接查找法、依赖域法、梯度法求解器详解。

3、尺寸优化，形状优化，拓扑优化案例演示讲解。

4、拓扑优化结果转换为几何实体建模技巧。