COMSOL Multiphysics®

Simulace reálného světa pro každého

Jedná se o modulární software. Každý modul se vyvíjí pro uživatele simulující konkrétní fyzikální problém. V současnosti můžete moduly COMSOL Multiphysics najít v následujících oborech.

• Přestup tepla - Kondukce, konvekce, radiace
• Elektromagnetis­mus - AC/DC, RF, polovodiče, plasma, MEMS
• Optika - vlnová, paprsková
• Proudění tekutin - CFD, tečení polymerů, mikrofluidika, potrubní, porézní a vakuové systémy
• Akustika
• Strukturální mechanika - lineární i nelineární materiály, kompozity, multibody dynamics, geomechanika, životnost
• Chemické a elektrochemické reakce - chemické inženýrství, baterie a palivové články, elektrolytické a korozní děje

Velké množství implementovaných rovnic je důvodem, proč je COMSOL rozšířený do tolika na první pohled netradičních oborů, jako je třeba biomedicínské inženýrství (součástí modulu Heat Transfer je rovnice pro ohřev biologické tkáně). Jednou z funkcionalit je také možnost počítat uživatelem vepsané parciální nebo obyčejné diferenciální rovnice (PDR/ODR). Software je vybaven výjimečnými vlastnostmi v oblasti multifyzikálních simulací. Potřebujete-li zkoumat více fyzikálních jevů najednou, naleznete vyladěná řešení. Pokud vás zajímá, zda existují simulační nástroje i pro vaše potřeby, zanechte nám zprávu zde.

Specialista na numerickou matematiku

COMSOL Multiphysics musí být díky širokému uplatnění připraven na vše, co může uživatele v simulacích potkat. Především má vlastní CAD jádro, takže umí zjednodušovat složité importované geometrie. Zvládá hlídat jednotky, tvořit různé druhy sítí, vypořádat se se silně nelineárními problémy, vykreslovat ty nejsložitější grafy a animace a oceňovaná je i databáze zhruba 4000 materiálů. To vše se hodí každému, kdo nechce při vývoji zamrznout na obtížnější úloze. Pro představu, v útrobách programu je implementovaná metoda konečných prvků (FEM), metoda hraničních ploch (BEM), nespojitá Galerkinova metoda (DG FEM), metoda konečných objemů (FVM), geometrické metody trasování paprsků a další.

COMSOL je vyhlášený pro spolehlivost a robustnost síťovacích algoritmů. Na obrázku je hybridní síť metody konečných prvků. Dostupné jsou nástroje pro ladění sítě do nejmenších detailů.

Jednotné ovládání jako výrazná úspora času

Rostoucí obliba není překvapivá. Švédská firma COMSOL AB vyvíjí program s jednotným ovládáním, které spočívá v sestavování léty osvědčeného a srozumitelného stromu příkazů. Ať už navrhujete transformátor nebo simulujete šíření hluku z převodovky, ovládání bude totožné. Vývoj a výzkum se stává výrazně efektivnější, pokud celé pracoviště používá při simulacích stejný postup. Technici mohou rychle reagovat na nové problémy, lépe porozumět modelům ostatních nebo si navzájem pomáhat.

Studie ozvučení interiéru. Geometrie je synchronizovaná s návrhem v programu Revit®. Další výpočty např. vlastní tvary, vibrace, strukturální hluk, osvětlení nebo oslunění by se prováděly v tomto okně s totožným ovládáním.

Od virtuálního prototypu po digitální dvojče

Promyšlený model nepočítá s rovnicí 1+1=2, ale myslí na budoucí vývoj pomocí a+b=c. Za písmenky se ukrývá parametrizace. Každá hodnota v COMSOL lze nahradit parametrem, proměnnou nebo funkcí. Doslova na pár kliknutí se spustí studie, jejímž výstupem je sada výsledků pro různé hodnoty parametru. Po ruce jsou samozřejmě i optimalizační algoritmy, které samy hledají optimální design splňující zadaná kritéria. Vrcholem současných možností je konektivita s programem MATLAB & Simulink. Simulace tak mohou používat pokročilé algoritmy MATLAB (např. genetickou optimalizaci) a model může být součástí řídicí smyčky v Simulink (např. real-time digital twin).

Ukázka použití v oblasti elektrotechniky. Simulace elektromagnetického pole a pohybu rotoru indukčního motoru. Na obrázku je vyhodnocení silových účinků na uložení elektrického točivého stroje. Parametrizovaný model dovoluje snadno simulovat celou produktovou řadu motorů.