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comsol中文教程.pdf

发布时间：2022-06-01 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：3.32M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    中仿科技公司 Cntech Co. Ltd. 第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件 COMSOL Multiphysics 中文使用手册 中仿科技公司(CnTech Co.,Ltd) 2008 年 10 月 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnTech.com.cn 邮箱:info@cntech.com.cn
    中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd 前 言 COMSOL Multiphysics 是一款大型的高级数值仿真软件，由瑞典的 COMSOL 公司开发，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”，适用于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直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿 真，在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。 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 PDE Toolbox，最初命名为 PDE Toolbox 1.0。后来改 名为 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。从 2003 年 3.2a 版本开始，正式命名为 COMSOL Multiphysics。 在全球各著名高校，COMSOL Multiphysics 已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分 析的标准工具，在全球 500 强企业中，COMSOL Multiphysics 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 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 的显著特点： 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。 专业的计算模型库，内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。 内嵌丰富的 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 CAD 导入功能，支持当前主流 CAD 软件格式文件的导入。 强大的网格剖分能力，支持多种网格剖分，支持移动网格功能。 大规模计算能力，具备 Linux、Unix 和 Windows 系统下 64 位处理能力和并行计算功能。 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnTech.com.cn 邮箱:info@cntech.com.cn i
    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。 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。 中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd 提供多种可供选择的模块 COMSOL Multiphysics 是多场耦合计算领域的伟大创举，它基于完善的理论基础，整合 丰富的算法，兼具功能性、灵活性和实用性于一体，并且可以通过附加专业的求解模块进行 极为方便的应用拓展。 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） 热传导模块(Heat Transfer Module) 材料库（Material Library） 微机电系统模块(MEMS Module) 射频模块（RF Module） 结构力学模块(Structural Mechanics Module) COMSOL 脚本解释器(COMSOL SCRIPT) 反应工程实验室(Reaction Engineering LAB) 信号与系统实验室 (SIGNALS SYSTEMS LAB) 最优化实验室 (OPTIMIZATION LAB) 外部整合接口 SolidWorks 实时交互 Simpleware ScanFE 模型导入 MATLAB 和 Simulink 联合编程 MatWeb 材料库导入 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnTech.com.cn 邮箱:info@cntech.com.cn ii
    中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd 支持多种操作平台 Windows Linux Mac OS 本手册通过讲解 COMSOL Mulitphysics 的操作界面，为广大用户提供详细的使用参考，为 使用者提供方便，也可作为高校进行有限元课程的专业教材使用。COMSOL Multiphysics 具备完善的帮助文档，用户可以方便地学习软件的使用及有限元分析的各种知识，从而解 决自己遇到的问题。希望 COMSOL Multiphysics 成为您科研工作中数值计算的有力工具。 COMSOL 在中国，COMSOL Multiphysics 是全球第一款真正意义上的多物理场耦合分析软件， 中仿科技公司(CnTech Co.,Ltd)是 COMSOL 集团在中国的唯一合作伙伴，负责 COMSOL 产品 在中国区(包括香港、澳门特别行政区)的技术支持和销售活动。中仿科技凭借个性化的解 决方案、成熟的 CAE 产品线、专业的市场推广能力以及强有力的技术支持服务赢得了国内 众多科研院所以及企业的一致认可，目前国内几乎所有知名大学以及中国科学院旗下各研 究所都已选择使用 COMSOL Multiphysics 作为其科研分析的 CAE 主要工具。随着中仿科技 公司(CnTech Co.,Ltd)在全国的各分公司、CAE 技术联合中心，CAE 培训中心的成立，提 供更专业的更周到的本地化技术服务，目前众多企业也纷纷选用 COMSOL Multiphysics 作 为企业的分析工具,应用全球最先进制造技术，最终增强企业的核心竞争力，保证了企业 持续发展。 中仿科技(CnTech)是中国内地、香港、澳门领先的仿真分析软件和项目咨询解决方案的供 应商。CnTech 是中仿集团旗下的旗舰公司，总部设在香港，目前在全国设有四个分公司， 分别是上海、北京、武汉和深圳。除了强大的销售和技术支持网络之外，我们还设有专业 的售后服务团队和培训中心，为了更好的服务广大客户，公司将陆续在全国各大主要城市 设置业务分支机构。中仿科技是 COMSOL 公司在中国区独家总代理。CnTech 将始终怀着" 谦虚、诚实、敬业"的态度，秉承"关注客户需求、提升客户价值"的核心理念，始终遵循 " 客户满意为止"的服务准则，真诚地为客户排忧解难、出谋划策、坚持不懈，及时为国内 外客户提供全球最前沿最顶端的科技服务，力争成为仿真技术行业的典范！ 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnTech.com.cn 邮箱:info@cntech.com.cn iii
    关于 CnTech 更多的软件产品以及服务信息，请登录公司网站：www.CnTech.com.cn 获取 更详尽资料。如果您需要咨询我们的产品信息，软件升级信息，请及时与我们联系： 中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd 中仿科技公司 全国客服统一热线: 400 888 5100 统一客服信箱: support@cntech.com.cn 公司网址：http://www.CnTech.com.cn 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnTech.com.cn 邮箱:info@cntech.com.cn iv
    中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd 目 录 第二章 前 言 .......................................................................................................................................................i 目 录 .......................................................................................................................................................I 第一章 软件的获取与安装 ............................................................................................................. - 1 - 第一节 软件的获取 ................................................................................................................. - 1 - 第二节 软件的安装 ................................................................................................................. - 4 - §2.1 Windows 单机版安装说明 ......................................................................................... - 4 - §2.2 Windows 网络版安装说明 ......................................................................................... - 6 - §2.3 Linux 单机版安装说明............................................................................................. - 10 - §2.4 Linux 网络版安装说明............................................................................................. - 19 - 2D 图形操作界面 ............................................................................................................. - 20 - 第一节 主界面说明 ............................................................................................................... - 20 - §1.1 主界面 Main Interface............................................................................................... - 20 - §1.2 工具条 Toolbar.......................................................................................................... - 21 - 第二节 文件菜单 File ............................................................................................................ - 22 - §2.1 新建 New................................................................................................................... - 22 - §2.2 打开模型库 Open Model Library ............................................................................. - 22 - §2.3 打开组件库 Open Component Library ..................................................................... - 23 - §2.4 打开 Open.................................................................................................................. - 24 - §2.5 保存 Save................................................................................................................... - 24 - §2.6 另存为 Save As ......................................................................................................... - 24 - §2.7 打印 Print................................................................................................................... - 24 - §2.8 生成报告 Generate Report ........................................................................................ - 24 - §2.9 模型属性 Model Properties....................................................................................... - 25 - §2.10 保存模型图象 Save Model Image ............................................................................ - 26 - §2.11 重置模型 Reset Model .............................................................................................. - 26 - §2.12 导入 Import ............................................................................................................... - 26 - §2.13 导出 Export ............................................................................................................... - 26 - §2.14 增加组件 Add Component........................................................................................ - 29 - §2.15 合并组件 Merge Component .................................................................................... - 29 - §2.16 用户端/服务端/MATLAB Client/Server/MATLAB ................................................. - 30 - §2.17 COMSOL 脚本执行器 COMSOL Script.................................................................. - 30 - §2.18 反应工程实验室 Reacting Engineering Lab............................................................. - 30 - §2.19 电影播放器 Movie Player......................................................................................... - 30 - §2.20 退出 Exit.................................................................................................................... - 30 - 第三节 编辑菜单 Edit............................................................................................................ - 30 - §3.1 撤销 Undo ................................................................................................................. - 30 - §3.2 重做 Redo.................................................................................................................. - 31 - §3.3 剪切 Cut .................................................................................................................... - 31 - §3.4 复制 Copy.................................................................................................................. - 31 - §3.5 粘贴 Paste.................................................................................................................. - 31 - §3.6 清除 Clear.................................................................................................................. - 31 - 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnTech.com.cn 邮箱:info@cntech.com.cn I
    中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd §3.7 清空记事板 Empty Clipboard................................................................................... - 31 - §3.8 全选 Select All........................................................................................................... - 31 - §3.9 反向全选 Deselect All............................................................................................... - 31 - 第四节 选项菜单 Options...................................................................................................... - 32 - §4.1 轴/格点设定 Axes/Grid Settings............................................................................... - 32 - §4.2 更新符号 Update Symbols........................................................................................ - 32 - §4.3 常数 Constants........................................................................................................... - 32 - §4.4 表达式 Expression..................................................................................................... - 33 - §4.5 积分耦合变量 Integration Coupling Variables ......................................................... - 33 - §4.6 拉伸耦合变量 Exptrusion Coupling Variables ......................................................... - 34 - §4.7 映射耦合变量 Projection Coupling Variables .......................................................... - 35 - §4.8 一致条件 Identity Conditions ................................................................................... - 35 - §4.9 边界距离变量 Boundary Distance Variables............................................................ - 36 - §4.10 函数 Functions........................................................................................................... - 36 - §4.11 坐标系统 Coordinate Systems .................................................................................. - 37 - §4.12 材料/系数数据库 Material/Coefficents Library ....................................................... - 37 - §4.13 截面数据库 Cross-Section Library ........................................................................... - 38 - §4.14 显示/选择设定 Visualization/Selection Settings....................................................... - 39 - §4.15 观看几何 View Geometries....................................................................................... - 39 - §4.16 放大 Zoom................................................................................................................. - 39 - §4.17 隐藏 Suppress............................................................................................................ - 40 - §4.18 标签 Lables................................................................................................................ - 40 - §4.19 参数设定 Preferences................................................................................................ - 40 - 第五节 画图菜单 Draw ......................................................................................................... - 43 - §5.1 绘制对象 Draw Objects ............................................................................................ - 43 - §5.2 特殊对象 Specify Objects......................................................................................... - 44 - §5.3 对象属性 Object properties....................................................................................... - 46 - §5.4 几何属性 Geometric properties................................................................................. - 46 - §5.5 建立复合对象 Create Composite Object .................................................................. - 46 - §5.6 分离对象 Split Object ............................................................................................... - 47 - §5.7 删除内部边界 Delete Interior Boundaries................................................................ - 47 - §5.8 倒圆角/倒角 Fillet/Chamfer...................................................................................... - 47 - §5.9 切线 Tangent ............................................................................................................. - 48 - §5.10 强制变化 Coerce to................................................................................................... - 48 - §5.11 修改 Modify .............................................................................................................. - 48 - §5.12 绘图平面设定 Work Plane Settings.......................................................................... - 49 - §5.13 嵌入 Embed............................................................................................................... - 50 - §5.14 拉伸 Extrude.............................................................................................................. - 50 - §5.15 旋转 Revolve............................................................................................................. - 51 - §5.16 建立对 Create Pairs................................................................................................... - 51 - §5.17 使用装配 Use Assembly ........................................................................................... - 52 - §5.18 绘图模式 Draw Mode ............................................................................................... - 52 - 第六节 物理菜单 Physics ...................................................................................................... - 52 - §6.1 子域设定 Subdomain Settings .................................................................................. - 52 - 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnTech.com.cn 邮箱:info@cntech.com.cn II
    中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd §6.2 边界设定 Boundary Settings..................................................................................... - 53 - §6.3 点 Point Settings........................................................................................................ - 54 - §6.4 标题变量 Scalar Variables......................................................................................... - 54 - §6.5 属性 Properties .......................................................................................................... - 55 - §6.6 方程系统 Equation System ....................................................................................... - 55 - §6.7 全局方程 Global Equations....................................................................................... - 56 - §6.8 周期性条件 Periodic Conditions............................................................................... - 57 - §6.9 一致对 Identity Pairs................................................................................................. - 58 - §6.10 接触对 Contact Pairs................................................................................................. - 58 - §6.11 SPICE 电路编辑器 SPICE Circuit Editor................................................................. - 58 - §6.12 模型定义 Model Settings .......................................................................................... - 59 - §6.13 选择模式 Selection Mode ......................................................................................... - 59 - 第七节 网格划分菜单 Mesh ................................................................................................. - 60 - §7.1 初始化网格 Initialize Mesh ...................................................................................... - 60 - §7.2 细化网格 Refine Mesh.............................................................................................. - 60 - §7.3 自由网格参数 Free Mesh Parameters....................................................................... - 60 - §7.4 映射网格参数 Mapped Mesh Parameters................................................................. - 61 - §7.5 扫掠网格参数 Swept Mesh Parameters.................................................................... - 62 - §7.6 边界层网格参数 Boundary Layer Mesh Paremeters................................................ - 62 - §7.7 复制边界网格参数 Copy Boundary Mesh Parameters............................................. - 63 - §7.8 拉伸网格 Extrude Mesh............................................................................................ - 63 - §7.9 旋转网格 Revolve Mesh ........................................................................................... - 64 - §7.10 交互式网格 Interactive Meshing .............................................................................. - 64 - §7.11 显示单元质量 Display Element Quality................................................................... - 65 - §7.12 网格统计 Mesh Statistics .......................................................................................... - 66 - §7.13 网格显示参数 Mesh Visualization Parameters......................................................... - 67 - §7.14 由网格建立几何结构 Create Geometry From Mesh................................................ - 67 - §7.15 网格模式 Mesh Mode ............................................................................................... - 67 - §7.16 网格实例 Mesh Cases ............................................................................................... - 68 - 第八节 求解菜单 Solve ......................................................................................................... - 68 - §8.1 求解 Solve Problem................................................................................................... - 68 - §8.2 更新求解 Restart....................................................................................................... - 68 - §8.3 更新模型 Update Model ........................................................................................... - 68 - §8.4 得到初始值 Get Initial Value .................................................................................... - 69 - §8.5 求解参数 Solver Parameters ..................................................................................... - 69 - §8.6 求解器管理 Solver Manager..................................................................................... - 71 - §8.7 观看记录 View Log................................................................................................... - 73 - 第九节 后处理菜单 Postprocessing ...................................................................................... - 73 - §9.1 绘图参数 Plot Parameters ......................................................................................... - 73 - §9.2 剖面图参数 Cross-Section Plot Parameters.............................................................. - 74 - §9.3 域图参数 Domain Plot Parameters ........................................................................... - 74 - §9.4 全域变量图 Global Variables Plot ............................................................................ - 75 - §9.5 子域积分 Subdomain Integration.............................................................................. - 76 - §9.6 边界积分 Boundary Intergration............................................................................... - 76 - 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnTech.com.cn 邮箱:info@cntech.com.cn III
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