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我不是做广告的啊
COMSOL
介绍
COMSOL Multiphysics
多物理关注前沿科技，解决多场直接耦合难题——
COMSOL
Multiphysics
助您登上科学的巅
< br>峰
COMSOL
Multi
physics
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
公司于
1986
年在瑞典成立，目前已在全球多个国家和地区成立分公司及办事机构。
COMSOL
Multiphysics
起源于
MATLAB
的
Toolb
ox
，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
Femlab 3.1
。
从
2003
年
3.2a
版本开始，正式命名为
COMSOL
Multiphysics
。
COMSOL
Multiphysics
以其独特的软件设计理念，成功地实现了任意多物理场、直接、双向
实时耦合，在全
球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。
在全球各著名高校，
COMSOL
M
ultiphysic
已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分析
< br>的标准工具，在全球
500
强企业中，
< br>COMSOL
Multiphysic
被视作提升核心
竞争力，增强创
新能力，加速研发的重要工具。
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
< br> 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
显著特点
求解多场问题
=
求解方程组，用户
只需选择或者自定义不同专业的偏微分方程进行任意组
合便可轻松实现多物理场的直接耦
合分析。
完全开放的架构，用户可
在图形界面中轻松自由定义所需的专业偏微分方程。
任意独立函数控制的求解参数，材料属性、边界条件、载荷均支持参数控制。
< br>
专业的计算模型库，置各种常用的物理模型，用户可
轻松选择并进行必要的修改。
嵌丰
富的
CAD
建模工具，用户可直接在软件中进行二维和三维建模
。
全面的第三方
< br>CAD
导入功能，支持当前主流
CAD
< br>软件格式文件的导入。
强大的网格剖分能力，支持多种网格剖份，支持移动网格功能。
大规模计算能力，具备
Linux<
/p>
、
Unix
和
W
indows
系统下
64
位处理能力和
并行计算功能。
丰富的后处理功能
，
可根据用户的需要进行各种数据、曲线、
图片及动画的输出与
分析。
专业的在线帮助文档，用户
可通过软件自带的操作手册轻松掌握软件的操作与应用。
<
/p>
多国语言操作界面，易学易用，方便快捷的载荷条件，边界条件、求解参数设置界面。
COMSOL
MULTIPHYSICS
?
基本模块
COMSOL
Multiphysics
的模拟环境使得建模分析过程中的各个步骤（定
义几何模型、指定物
理特性、剖分网格、求解以及结果后处理）都变得非常的容易实现。
基于大量的预先定义的模型界面，
包
括从流体流动、
热量传输到结构力学和电磁场分析，
可
以十分迅速的建立分析模型。
材料属性、
源项、
边界条件可以定义为基于独立变量的任意函
数。
在几分钟之就可以完成一个多物理场的模拟。
预先定
义的多物理场应用模板可以求解大量的
一般性问题。
您也可以选
择自己定义不同的物理场从多物理场菜单上，
或者指定自己的偏微
分方程，实现与其它方程与物理场的耦合。
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COMSOL
Multiphysics
可以作为您将来建模的一个基本的工具，它的多功能性、灵活性和实
用性可以通过附
加模块极为方便的拓展，同时二次开发工具
COMSOL
Sc
ript
作为一种单独
的技术编程语言，可以实现对
COMSOL Multiphysics
建模的理想补充。
可以选择模块
COMSOL
Multiphysics
提供无限的模型需要的解决方案。您可以为
自己的
CAD
包增加一个需
要的界面和
脚本。
特定的模块包括术语、
材料库
、
求解器和原理以及应用领域专门的可视化工具，
加上通用的<
/p>
求解方案，每个附加模块都带有大量的可以运行的模型算例和详细的模型帮助文件。
AC/DC
模块
(
AC/DC Module)
声学模块
(Acoustics Module)
CAD
导入模块
( CAD
Import Module)
化学工程模块
( Chemical
Engineering Module)
地球科学模块（
Earth Science
Module
）
热传递模块
( Heat Transfer
Module)
材料库（
Material Library
）
微机电模块
( MEMS Module)
射频模块（
RF
Module
）
结构力学模块
(Structural Mechanics
Module)
反应工程实验室
(Reaction Engineering
LAB)
外部接口
SolidWorks
实时交互
Simpleware
ScanFE
模型导入
MATLAB
和
Simulink
结合编程
MatWeb
公司材料库导入
Pspice
电路模型建立及导入
ACOUSTICS MODULE
声学模块
COMSOL
Multiphysics
声学模块是一个专门针对声学模型的世界级求解
器。简单易用的应用
模式让用户可以轻松求解声波在水、空气、其他液体甚至固体中的传
播。
声学模块主要用于分析那些产生、
测量和利用声波的设备。
应用领域包括音频产业比如扬声
器、
麦克风、助听器等，噪声控制设备比如消声器、隔音屏障以及建筑中的声学应用。
通过声学模块可以轻松实现声固耦合。这种特性使得它在医疗技术中的声纳换能器的设计、<
/p>
无损检测以及噪声和振动控制等领域中得到广泛的使用。
该模块还有一个专门针对空气声学的接口，
主要是用来模拟控制飞机发
动机噪声。
另外，
通
过和其他模块的耦
合，增强了经典声学的应用围并且使得结果更为精确。
应用实例
声固耦合
空气声学传播
助听器
扩音器和麦克风的设计以及评估
医疗超声及组织响应仿真
MEMS
声波传感器
机械设备中的噪声和振动控制
降噪措施－声障，结构材料，隔音板的设计
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..
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压电式换能器的设计
抗性和吸收消声器
无损检测
声纳响应仿真
声纳换能器的设计和评估
声学环境仿真－扩音器在房间和汽车部的放置
声学教学
AC/DC MODULE
AC/DC
模块
AC/DC
模块可以模拟电容、电感、电动机和微传感器的性能。虽然这些设备主要
特征是电磁
场，
但是他们有时也会受到其它类型物理场的影响。
例如，
温度的影响有时能够改变材料的
电学性质，因此在设计过程中需要充分了解发电机电机的变形和振动规律。
AC/DC
模块的功能囊括了静电场、静磁场、准静态电磁场
以及与其它物理场的无限制耦合。
当考虑电子元件作为大型系统的一个部件时，
AC/DC
模块提供了一个可以从
SPICE
电路元<
/p>
件列表中进行选择的界面，
以便用户可以选择需要的电路元件进行
后续的二维、
三维有限元
模拟。然后，通过运行单独的集总和高
清晰混合系统进行分析。
应用实例
电容、电感和电阻
电路控制
电焊和静电放电
电声传感器和扬声器
电磁兼容和干扰
电磁换能器、传感器和变压器
高电压分布和轨道炮
绝缘和传导
静磁和电磁屏蔽
MEMS
和霍尔传感器
电动机、发电机和其他电机
塞贝克冷却
等离子体模拟和磁流体动力学
电磁设备的噪音传播
焦耳热和感应加热
射频识别标签和阅读器
半导体制造、晶圆加工和感应电炉
CHEMICAL ENGINEERING MODULE
化学工程模块
基于
Bird,
Stewart
和
Lightfoot
的经典著作《传递现
象》的原理，化学工程模块是针对过
程相关模拟的完美工具。
这
个专门设计的模块简便地将传递现象—计算流体力学、
质量和能
量传递—全部耦合到化学反应动力学中。
我们已优化了此模块
用于模拟反应器，
过滤和分离装置，
热交换器和化学工业中其他
常见设
备。其他模拟界面考虑了电化学体系
（比如燃料电池）和
受电场影响的传递的应用，比如电
泳和电动流。
化学工程模块无缝地整合了
COMSOL
Multiphysics
对多物理场和基于方程模拟的能力。后
< br>者的特征考虑了包括任意表达式，函数或材料性质的外部数据以及传递方程的源项。
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应用实例：
间歇式反应器，发酵槽和结晶器
色谱和电泳
腐蚀
旋流器，分离器，洗涤器和沥滤装置
废气后处理和排放操纵装置
过滤和沉降
燃料电池和电池组
热交换器和混合器
均匀和非均匀两相流
-
乳状液，悬浮液，气泡柱和喷射
微流和芯片实验室系统
多组分和膜传递
填充层反应器
活塞流和管状反应器
聚合过程和非牛顿流体动力学
预燃室和燃机
催化重整转化器
EARTH
SCIENCE MODULE
地球科学模块
现成的接口使得模拟跟地下流动相关的单一和耦合过程变得十分容易。
地球科
学模块非常适
合用来研究诸如多孔介质中油和气体的流动，地下水流动模拟以及土壤中的
污染扩散问题。
Richards
方
程、
Navier-Stokes
方程、
Darcy
定律以及
Darcy
定律
的
Brinkman
扩展等可以
很容易
的被应用到模型当中。
此外，
还可以处理传送和溶质反应以及多
孔介质中的热量传递。
为了展示软件对于模拟地球物理和环境
科学的多物理场问题的强大功能，
地球科学模块的模
型库中提供
了丰富的实例，展现各个应用模式
（不同模块）之间的任意耦合，例如固体变形
与电磁场的耦合。
应用实例
江口、河口和水滨分析——流动、水平对流和扩散
气体贮存、补充和螯合作用。
基于磁流体动力学的岩浆流动
多孔介质和纤维性材料的机械和重力脱水
石油提取分析
在地下、地表和大气中的污染物质扩散分析
饱和和非饱和多孔介质流体分析
浅水流动和河流泥沙运动
多孔介质中的单相、多相泡沫流
地下水位分析和盐湖入侵地下水分析
多孔弹性基础上波的传播和流动
水源分析
HEAT TRANSFER MODULE
传热模块
COMSOL
Multiphysics
的传热模块可以解决包括热传导、热对流、热辐
射以及三者任意组合
的问题，
广泛应用于科研和实际生产中的各
个领域。
对于各种物理模型可采用不同的应用模
式，包括面－面
辐射，非等温流体，薄层结构和壳中的热传导，生物组织的热传导等。
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..
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传热模块可以与
COMSOL
Multiphysics
其他模块任意进行组合。
在解决电子工业、
热处理过
程和加工、医疗技术和生物
工程中遇到的实际问题中发挥了很大的作用。
应用实例
生物热处理及热疗
铸造和热处理过程
电子电器系统及电源的对流冷却
烘干和冷冻干燥
食品加工、烹饪和杀菌
搅拌摩擦焊
熔炉设计
热交换器
建筑设计中采暖通风与空调系统的计算
材料热处理
电阻生热和感应生热
热力学设计－刹车盘，冷却法兰，排气管
利用辐射的真空加工
焊接
MEMS MODULE
微机电系统模块
MEMS
模块应用于微观世界各种物理现象的仿真，例如微传感器、微执行器、微流和微小压
电器件中的多物理场耦合模拟计算。
MEMS
的自然属性决定了它的大多数应用模型是多物理场问题，通常包含有电磁
-
结构、热
-
结构、流体
-
固体（
FSI
）
、电磁
-
流体等。通过
MEMS
模块预定义的大量物理方程，不管您研
究的问题有多
么的复杂，
您只需选取相对应的物理方程即可轻松实现各种复杂现象的耦合模
拟计算。
MEMS
模块
包含的分析类型有静态、准静态、瞬态、模态、参数化以及频率响应等。
应用实例
加速度计
执行器
悬臂梁和其它开关
生物医学传感器
DNA
芯片、片上实验室
微通道中流固耦合
微通道中两相流
喷墨
MEMS
声换能器
MEMS
电容器
MEMS
热传感器
微反应器、微泵、微混合器
微波传感器
MOEMS
、
VCSELS
压电、压阻器件
射频
MEMS
器件
传感器
..
..
.
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声表面波传感器和滤波器
RF MODULE
RF
模块
对
于射频、微波和光学工程的模拟，通常需要分级求解较大规模的传输设备。
RF
模块则提
供了这样的工具，包括最佳求解器的选择。因此，您可以轻松地
模拟天线、波导、微波以及
光学元件。
RF
模块提供了高级的后处理工具，
如
S-
参数计算和远场分析等，
这使得
COMSOL
的模拟分析
能力得以进一步完善。此外与
COMSOL
卓越的多物理场耦合功能相联合，您可以得到电磁波
行业多物理场分析的最佳解决方案。
应用实例
天线、波导和谐振腔
Bloch-
Floquet
周期列阵结构
循环器和方向耦合器
表面等离子体生热
高速互联
超材料
微波和射频加热
微波癌症治疗
微波器件
微波烧结
石油探测
/
海床探测
散射和雷达散射截面的散射场公式
天线的
S
参
数分析
波导和光子中的应力光学效应
天线和波导中的热应力效应
手机辐射对生物组织加热
传输线
/
波导线
STRUCTURAL MECHANICS MODULE
结构力学模块
COMSOL
Multiphysics
结构力学模块专门用来计算结构的受力及变
形情况。针对实际情况，
包括了一些相对应的应用模式，比如壳单元，欧拉梁和
2D
板单元。
模块分析功能包括：
静力分析；
准静态瞬态分析；
动态分析；
固有频率分析；
频率响应分析；
线性屈曲分析；
弹塑性行为；
超弹性行为；
大变形分析；
参数研究。
基于材料破坏临界面理论
，在后处理中可对结构进行高、低周循环疲劳和多轴疲劳分析。
针对具体对象，
结构力学模块工程可以和
COMSOL
多物理场模块或者其他分析模块任意组合，
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