comsol

COMSOL Multiphysics中2D非线性磁场有限元仿真

COMSOL Multiphysics仿真步骤

1 算例介绍

一电磁铁模型截面及几何尺寸如图1所示，铁芯为软铁，磁化曲线(B-H)曲线如图2

2

所示，励磁电流密度J=250 A/cm。现需分析磁铁内的磁场分布。

图1 电磁铁模型截面图(单位cm)

图2 铁芯磁化曲线

2 COMSOL Multiphysics仿真步骤

根据磁场计算原理，结合算例特点，在COMSOL Multiphysics中实现仿真。 (1) 设定物理场

COMSOL Multiphysics 4.0以上的版本中，在AC/DC模块下自定义有8种应用模式，分别为：静电场(es)、电流(es)、电流-壳(ecs)、磁场(mf)、磁场和电场(mef)、带电粒子追踪(cpt)、电路(cir)、磁场-无电流(mfnc)。其中，“磁场(mef)”是以磁矢势A作为因变量，可应用于：

① 已知电流分布的DC线圈； ② 电流趋于表面的高频AC线圈； ③ 任意时变电流下的电场和磁场分布；

根据所要解决的问题的特点——分析磁铁在线圈通电情况下的电磁场分布，选择2维“磁场(mf)”应用模式，稳态求解类型。 (2) 建立几何模型

根据图1

1986年，COMSOL公司于在瑞典成立；

1995年，COMSOL公司第一个商品化软件起源于Matlab的PDE Toolbox（偏微分方程工具包），最初命名为PDE Toolbox 1.0，在有限元建模方面独具特色；

1999年，Littmarck博士和Saeidi先生发布Femlab 1.0(FEM为有限元，LAB为实验室)，这个名字也一直沿用到Femlab 3.1；

2004年，FEMLAB 3.0版本发布，功能得到极大加强，并摆脱了Matlab的构架；

2005年，FEMLAB正式更名为COMSOL Multiphysics，并发布了COMSOL Multiphysics 3.2版本。

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 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。\

2009年，COMSOL公司在第五届COMSOL全球用户大会上，发布了COMSOL Multiphysics 4.0 Beta版。在4.0版本中，COMSOL提出了全新的用户界面COMSOL

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COMSOL实例分析

中仿科技技术部

中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider

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声学模块 全面处理流体和固体中的声波问题 支持时谐、瞬态、特征频率、以及模态等分析 特点– 易用的振动分析 – 支持衰减材料、压电材料 – 完美匹配层概念(PML) – 远场后处理功能 – 气动声学

音箱声压级分布微穿孔版消声器中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@

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声学模块的典型应用领域

喇叭

消声器

汽车回音

航空发动机

声固耦合

声压传感器 info@

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预置应用模式 流体中的声学 –

comsol操作技巧

下面是本人在利用comsol解决实际问题时碰到的一些问题，通过上网查询，以及自己想出的方法进行解决，很多是网络是无法直接查询到，希望和大家一起分享，也许其中的某条正是你下载冥思苦想要解决的问题，希望能够帮到你。 上网查找的部分如有侵权，请告之删除，谢谢！ （一）利用comsol的计算源程序，来建立新的循环计算

如果需要利用其它计算后的数值代入到comsol进行后计算，这就不可避免的要利用comsol的源程序进行后学的连续计算，这里主要需解决在次计算利用上次计算初始值的问题，下面两段就是有无利用上次计算结果作为初始值的程序： %正常的求解 % Solve problem

fem.sol=femtime(fem, ...

'solcomp',{'T'}, ... 'outcomp',{'T'}, ... 'blocksize','auto', ... 'tlist',[colon(0,0.1,1)], ... 'estrat',1, ...

1、声压：频域声波，主要应用于固体中或流体中的声传播压力问题，例如某点声压随频率的变化等，即扫频分析。换能器性能研究例子 2、瞬态压力声学：时域声波，主要应用于固体或流体中声传播压力问题，例如某点声压随时间的变化等，即在某一频率下声压随时间变化。高斯脉冲点源的例子

3、气动声固耦合：流体中的固体声波传播，中空圆柱体的例子 4、瞬态声固耦合：瞬态声压与固体的耦合，即声在固体中的传播 5、边界模式声学：通过几何横截面的声波扩散。

6、气动声学：在频率域范围里分析流体中的声波，如在流体中有一声源点在流体中激发的声场。点源的例子。

7、瞬态气动声学：在时域范围里分析流体中的声波。 8、可压缩势流：专为无涡流流体 研究求解类型 稳态 频域 频域模式 特征频率 默认求解器 稳态 稳态 特征值、模式 特征值 物理接口（界面） 固体力学，压电设备，可压缩势流 声压, 瞬态压力声学, 固体力学, 气动声学, 瞬态气动声学, 固体力学、压电设备 声压、固体力学、压电设备 固体力学、压电设备 声压, 边界模式声学, 气动边界模式声学 瞬态压力声学, 固体力学, 瞬态声固耦合, 瞬态气动声学,可压缩势流 瞬态压力声学, 固体力学 固有频率（阻尼） 特征值 模态分析

可以用matlab来改变comsol中的变量,进行结构优化

如果说matlab在解偏微分方程时，性能不佳，那么comsol

则很好地互补上了。当然，更好的消息就是这两个软件的连接比较简单，互相调用方便。

http://www.77cn.com.cn/view/656888.htm

COMSOL公司是全球多物理场建模与仿真解决方案的提倡者和领导者，其旗舰产品COMSOL

Multiphysics，使工程师和科学家们可以通过模拟，赋予设计理念以生命。它有无与伦比的能力，使所有的物理现象可以在计算机上完美重现。COMSOL的用户利用它提高了手机的接收性能，利用它改进医疗设备的性能并提供更准确的诊断，利用它使汽车和飞机变得更加安全和节能，利用它寻找新能源，利用它探索宇宙，甚至利用它去培养下一代的科学家。

COMSOL Multiphysics起源于MATLAB的Toolbox，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Femlab3.1。从2003年3.2a版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。

一看这两软件这么有渊源，就知道联合仿真，有戏。具体实现步骤

COMSOL Multiphysics弱形式入门

物理问题的描述方式有三种： 1、 偏微分方程

2、 能量最小化形式 3、 弱形式

本文希望通过比较浅显的方式来讲解弱形式，使用户更有信心通过COMSOL Multiphysics的弱形式用户界面来求解更多更复杂的问题。COMSOL Multiphysics是唯一的直接使用弱形式来求解问题的软件，通过理解弱形式也能更进一步的理解有限元方法（FEM）以及了解COMSOL Multiphysics的实现方法。本文假定读者没有太多的时间去研究数学细节，但是却想将弱形式快速的应用到实际工程中去。另外，本文也会帮助理解COMSOL Multiphysics文档中常用的到一些术语和标注方法，相关理论可以参考Zienkiewicz[1]，Hughes[2]，以及Johnson [3]等。 为什么必须要理解PDE方程的弱形式？一般情况下，PDE方程都已经内置在COMSOL Multiphysics的各个模块当中，这种情况下，没有必要去了解PDE方程和及其相关的弱形式。有时候可能问题是没有办法用COMSOL Multiphysics内置模块来求解的，这个时候可以使用经典PDE模版。但是，有时候可能经典PDE模版

COMSOL Multiphysics弱形式入门

物理问题的描述方式有三种： 1、 偏微分方程

2、 能量最小化形式 3、 弱形式

本文希望通过比较浅显的方式来讲解弱形式，使用户更有信心通过COMSOL Multiphysics的弱形式用户界面来求解更多更复杂的问题。COMSOL Multiphysics是唯一的直接使用弱形式来求解问题的软件，通过理解弱形式也能更进一步的理解有限元方法（FEM）以及了解COMSOL Multiphysics的实现方法。本文假定读者没有太多的时间去研究数学细节，但是却想将弱形式快速的应用到实际工程中去。另外，本文也会帮助理解COMSOL Multiphysics文档中常用的到一些术语和标注方法，相关理论可以参考Zienkiewicz[1]，Hughes[2]，以及Johnson [3]等。 为什么必须要理解PDE方程的弱形式？一般情况下，PDE方程都已经内置在COMSOL Multiphysics的各个模块当中，这种情况下，没有必要去了解PDE方程和及其相关的弱形式。有时候可能问题是没有办法用COMSOL Multiphysics内置模块来求解的，这个时候可以使用经典PDE模版。但是，有时候可能经典PDE模版

第一章 COMSOL MULTIPHYSICS及数值分析基础

W. B. J. ZIMMERMAN，B. N. HEWAKANDAMBY

Department of Chemical and Process Engineering, University of Sheffield,

Newcastle Street, Sheffield S1 3JD United Kingdom

E-mail: w.zimmerman@shef.ac.uk

本章主要介绍COMSOL Multiphysics 在零维和一维模型数值分析方面的几个关键内容。这些内容包括求根、步进式数值积分、常微分方程数值积分和线性系统分析。这几乎是所有的化工过程数学分析方法。下面通过COMSOL Multiphysics中的一些常见化工过程应用实例来介绍这些方法，包括：闪蒸、管式反应器设计、扩散反应系统和固体中热传导。

1．简介

本章内容很多，可以分为几个不同的目标。首先介绍了COMSOL Multiphysics的主要工作特性；其次介绍了如何使用这些特性来分析一些简单的，位于零维空间、一维空间或“空间－时间”系统中的化工问题。本章还希望通过展示COMSOL Multiphys

COMSOL Multiphysics弱形式入门

物理问题的描述方式有三种： 1、 偏微分方程

2、 能量最小化形式 3、 弱形式

本文希望通过比较浅显的方式来讲解弱形式，使用户更有信心通过COMSOL Multiphysics的弱形式用户界面来求解更多更复杂的问题。COMSOL Multiphysics是唯一的直接使用弱形式来求解问题的软件，通过理解弱形式也能更进一步的理解有限元方法（FEM）以及了解COMSOL Multiphysics的实现方法。本文假定读者没有太多的时间去研究数学细节，但是却想将弱形式快速的应用到实际工程中去。另外，本文也会帮助理解COMSOL Multiphysics文档中常用的到一些术语和标注方法，相关理论可以参考Zienkiewicz[1]，Hughes[2]，以及Johnson [3]等。 为什么必须要理解PDE方程的弱形式？一般情况下，PDE方程都已经内置在COMSOL Multiphysics的各个模块当中，这种情况下，没有必要去了解PDE方程和及其相关的弱形式。有时候可能问题是没有办法用COMSOL Multiphysics内置模块来求解的，这个时候可以使用经典PDE模版。但是，有时候可能经典PDE模版