COMSOL Multiphysics® 6.1

Rádi bychom vám představili novou verzi COMSOL Multiphysics 6.1. Nejnovejší COMSOL Multiphysics je o 30 % rychlejší v simulacích proudění tekutin a jeho řešič elasticko-akustického vlnění dosahuje úspory výpočetního času dokonce 40 %. V úvodu je také nutné zmínit, že COMSOL přináší nové funkce pro simulaci turbulentního proudění, jmenovitě za použití DES (Detached Eddy Simulation). Nová verze Heat Transfer Module potěší český a slovenský vesmírný průmysl, protože nabízí tepelné analýzy objektů na orbitě planet. COMSOL Multiphysics 6.1. je však také o drobných ale užitečných vylepšeních: například lze vybrat a nastavit druh vinutí v simulacích elektromotorů nebo je k dispozici robustnější a stabilnější podmínka kontaktu v mechanice struktur. Dále přibylo nové rozhraní pro analýzu akumulátorů („battery pack“), které mohou obsahovat až několik stovek článků. Z oblasti akustiky si COMSOL připravil zajímavou novinku v podobě možnosti simulace syntetizovaných proudů v novém rozhraní „acoustic streaming interface“. Každý si na první pohled všimne, že lze nově vykreslovat grafiku s realistický­mi stíny.

Novinky, které se týkají všech.

Jádro COMSOL Multiphysics 6.1 přináší několik zajímavých vylepšení, které ocení všichni uživatelé. Týká se to totiž základních funkcionalit software. Co nás zaujalo nejvíce?

Zpracování výsledků

Novinky v oblasti elektromagnetismu

Simulace elektromagnetismu jsou v COMSOL Multiphysics velmi široký pojem. Co je nového v tradičně velmi multifyzikální oblasti?

Síť a import sítí

Novinky v oblasti elektromagnetismu

Simulace elektromagnetismu jsou v COMSOL Multiphysics velmi široký pojem. Co je nového v tradičně velmi multifyzikální oblasti?

AC/DC Module

RF Module

Plasma Module

Wave Optics Module

Ray Optics Module

Novinky v oblasti strukturální mechaniky

Uživatelům modulu Structural Mechanics přináší COMSOL Multiphysics verze 6.1 vylepšení kontaktního modelování, možnost přidávat lineární a nelineární materiály na hranice výpočetní oblasti a novou funkci, která numericky testuje a ověřuje chování materiálového modelu pro danou sadu materiálových vlastností. Oblast strukturální mechaniky se letos těší z velkého množství vylepšení a podle našich informací to je trend, který bude pokračovat.

Vylepšené modelování kontaktů

Další ukázka samokontaktu viz https://www.comsol.com/…anics-module

Zcela nová funkcionalita: numerické testování materiálových mo­delů

U složitých materiálových modelů, zejména těch, které jsou definovány uživatelem, je důležité ověřit, jak se model chová při různých podmínkách zatížení. V rozhraní Solid Mechanics pro to najdete nový příkaz: Test Material. Dokáže automaticky nastavit malý jednoprvkový model s vhodnými okrajovými podmínkami a studijními kroky pro několik různých zatěžovacích podmínek. Zatížení může být kvazistatické nebo časově závislé, monotónní nebo cyklické. Tuto funkci si můžete prohlédnout v aktualizovaných modelech z aplikační knihovny: „Isotropic Compression with Modified Cam-Clay Material Model“ a „Primary Creep Under Nonconstant Load“.

Materials on Boundaries of Solids

Nyní je k dispozici široká škála lineárních a nelineárních materiálových modelů, které lze použít na vnitřních nebo vnějších hranicích. To lze využít například k modelování vrstev lepidla, těsnění nebo obkladů. Takové vrstvy mohou používat různé předpoklady, od úplného 3D až po deformace pouze v rovině. Pokud k implementaci těchto modelů použijete kombinaci modulů Composite Materials a Structural Mechanics, mohou být materiály na hranicích dokonce vícevrstvé.

Mezi další novinky a vylepšení patří:

Simulace opotřebení v rozhraních Shells a Membranes

Acoustics Module

COMSOL Multiphysics je lídr mezi software určených k řešení akustických úloh. Je etablován ve vývoji reproduktorů a mikrofonů. Důvodem jeho úspěchu je, že dané úlohy jsou silně multifyzikálně orientované, protože spojují akustiku, strukturální mechaniku (vibrace), elektromagnetismus a šíření tepla. Co tedy přináší Acoustics Module verze 6.1?

Novinky v proudění tekutin

V oblasti CFD je COMSOL Multiphysics pravidelně vylepšován. Není se čemu divit. Také v našich končinách se jedná o jeden z nejčastěji simulovaných fyzikálních dějů. Co je nového?

DES přístup k modelování turbulence

Nejzářivější novinkou je implementace tzv. DES modelu turbulence. Zkratka DES (Detached Eddy Simulation) označuje alternativu k LES (Large Eddy Simulation) a RANS modelům turbulence. Zopakujme, že RANS modely turbulence přímo nemodelují vírové struktury v turbulentním proudění. Namísto toho pracují s vhodně zvolenými středovanými veličinami – díky tomu se RANS modely používají pro relativní výpočetní jednoduchost na úkor přesnosti. LES modeluje velmi přesně velké vírové struktury, zatímco víry s menším měřítkem aproximuje. Jedná se o metodu s poměrně velkou výpočetní náročností. Nově implementovaná DES metoda zaujímá z pohledu přesnosti a výpočetních nároků místo někde mezi RANS a LES. Pro simulace velkých vírů DES využívá stejné metody jako LES, avšak víry s menším měřítkem modeluje pomocí RANS – zatím konkrétně pomocí modelu Spallarta-Almarase. To může být užitečné zejména pro ty, kteří si již osvojili metodiku modelování pomocí RANS a hledají přesnější alternativu pro modelování struktury proudového pole mimo mezní vrstvu. Oproti LES má DES menší nároky na síť v mezní vrstvě.

Mezi další novinky patří:

Novinky v Heat Transfer Module

Jeden z nejuniverzál­nějších modulů – Heat Transfer Module míří do vesmíru. Doslova. Největší novinkou je totiž modul pro tepelné bilance těles na orbitě.

Spacecraft Heating

Jedná se o fyzikální rozhraní zaměřené na komerční výzkum v kosmickém průmyslu, a proto obsahuje praktickou vychytávku v podobě nástroje pro výpočet orbity. Simulační nástroj je zaměřen např. na nastupující trend malých satelitů známých jako „CubeSats“. Příkladem může být Starlink. Heat Transfer Module kromě všech svých dosavadních funkcí dokáže nyní respektovat, kolik tepla těleso přijme ze Slunce, kolik přijme odrazem od Země (respektována je proměnná odrazivost) a také kolik Země na těleso vyzáří sama.

Mezi další novinky v Heat Transfer Module patří:

Novinky v chemii a elektrochemii

Tato oblast přináší každoročně vývoj zejména v oblasti baterií a palivových článků. Letos tomu není jinak.

Víceúčelové moduly

Optimization Module

Uncertainty Quantification module

Pro uživatele vloni představeného modulu pro kvantifikace nejistot přináší COMSOL Multiphysics verze 6.1 čistě praktický nástroj pro reverzní analýzu nejistot. Jak to funguje? Nový typ studie „Inverse Uncertainty Quantification“ se používá k výpočtu posteriorního rozdělení pravděpodobnosti vstupních parametrů. Vstupem jsou v tomto případě experimentální data, na základě kterých metoda vyhodnotí, jaké bylo rozložení pravděpodobnosti vstupních parametrů.

Závěr

Zveme Vás na online webinář Ukázka novinek v COMSOL Multiphyics 6.1. Můžete se těšit jak na ukázky novinek, tak na diskuzi. Akce proběhne 26. 1. 2023 od 14.00 online. Registrovat se můžete zde: https://www.humusoft.cz/…sol-novinky/

Radko Kozakovič (HUMUSOFT), 4.1.2023

close