多物理场仿真软件Comsol Multiphysics

Comsol Multiphysics是一款专业的多物理场仿真分析软件，这款软件主要用于仿真模拟工程、制造和科研等各个领域的设计、设备及过程。除了多物理场仿真建模之外，您还可以进一步将模型封装为仿真 App ，提供给设计、制造、实验测试以及其他合作团队使用。

新版特色：

COMSOL Multiphysics®

App 开发器可以通过 COMSOL 模型创建专业的 App 应用程序，提供给您机构中的所有工程和设计人员使用

极大地扩展了预定义的多物理场耦合

新的求解器算法可以对复杂 CAD 装配体实现快速网格剖分和仿真，并支持带有悬挂节点的非一致性网格

通过额外维度支持多尺度仿真

根据导入的网格创建几何，而后可以通过实体操作进行编辑

接口 & 多功能

通过新增的放样、圆角、倒角、中型面，以及加厚等功能，新增的设计模块扩展了现有的 CAD 操作工具箱

LiveLink™ for Revit® 模块可帮助 COMSOL Multiphysics® 用户接入建筑信息模拟软件Autodesk® Revit®

可通过不同求解类型的组合进行多元分析优化

粒子追踪模块现已支持对粒子累积、侵蚀和刻蚀的仿真

电气

新增射线光学模块使用光线表述电磁波，可用于分析电磁波长远小于模型中最小几何尺寸的系统

由频率和材料控制的一键式网格剖分，可对无限元、完美匹配层（PML）以及周期性边界进行快速智能的网格剖分

等离子体模块新增了多个用于仿真平衡放电的接口

可通过半导体模块和波动光学模块进行光电元件仿真

力学

声学模块新增了两个用于模拟高频声波或几何声学的方法：射线声学和声扩散

传热模块新增模拟薄层、薄膜、杆和裂隙的功能，有效地减少对计算资源的需求

可通过结构力学相关模块模拟几何非线性梁、非线性弹性材料以及关节中的弹性

流体 & 化工

新增的代数湍流模型可以帮助实现更快的仿真：代数 y+ 和 L-VEL

支持栅板和风扇中的湍流分析

新增使用额外维度功能的反应颗粒床接口

新增化学接口，并对反应工程接口进行升级

功能特色：

借助仿真分析来优化、验证真实世界的产品和过程

工程师和科研人员可以使用 COMSOL Multiphysics® 软件来模拟各个工程、制造和科研领域所涉及的产品和过程。

COMSOL Multiphysics® 是一个仿真平台，可以实现建模工作流程中涉及的所有步骤：从几何建模、定义材料属性、设置物理场来描述物理现象，到求解模型，以及为提供准确可信的结果对模型的后处理。

COMSOL Multiphysics® 产品库中的附加模块可以任意组合使用，以进一步增强软件的功能，创建适用于各个工程和应用领域的专业模型。借助于接口产品，工程师在产品开发和设计过程中使用到的其他工程和数学工具也可以与 COMSOL 建模集成，共同使用。完成模型开发后，用户还可以将模型转换成一个带有定制化用户界面的仿真 App，供研发部门内外的人员使用。

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。

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。

几何建模和 CAD 软件接口

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。

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。

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。

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。

自动和手动网格划分

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。