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COMSOL Multiphysics 简介

C O M S O L M u l t i p h y s i c s 简介 © 1998–2018 COMSOL 版权所有受列于 cn.comsol.com/patents 的美国专利 7,519,518、 7,596,474、 7,623,991、 8,457,932、 8,954,302、 9,098,106、 9,146,652、 9,323,503、 9,372,673 和 9,454,625 保护。专利申请中。本文档和本文所述的程序根据《COMSOL 软件许可协议》(cn.comsol.com/comsol-license-agreement) 提供，且仅能按照许可协议的条款进行使用或复制。 COMSOL、COMSOL 徽标、COMSOL Multiphysics、COMSOL Desktop、COMSOL Compiler、COMSOL Server 和 LiveLink 为 COMSOL AB 的注册商标或商标。所有其他商标均为其各自所有者的财产， COMSOL AB 及其子公司和产品不与上述商标所有者相关联，亦不由其担保、赞助或支持。相关商标所有者的列表请参见 cn.comsol.com/trademarks。版本：COMSOL 5.4 联系信息请访问 “联系我们”页面 cn.comsol.com/contact，以提交一般查询、联系技术支持或搜索我们的联系地址和电话号码。您也可以访问全球销售办事处页面 cn.comsol.com/ contact/offices，获取更多地址和联系信息。如需联系技术支持，请访问 COMSOL Access 页面 cn.comsol.com/support/case，创建并提交在线请求表单。其他常用链接包括： • 技术支持中心：cn.comsol.com/support • 产品下载：cn.comsol.com/product-download • 产品更新：cn.comsol.com/support/updates • COMSOL 博客：cn.comsol.com/blogs • 用户论坛：cn.comsol.com/community • 活动：cn.comsol.com/events • COMSOL 视频中心：cn.comsol.com/video • 技术支持知识库：cn.comsol.com/support/knowledgebase 文档编号：CM010004

目录简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 COMSOL Desktop®. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 示例 1：扳手结构分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 模型向导 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 几何 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 材料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 全局定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 物理场和边界条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 网格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 研究 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 结果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 收敛性分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 示例 2：母线板 - 多物理场模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 模型向导 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 全局定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 自动完成与查找参数和变量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 几何 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 材料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 物理场和边界条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 网格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 研究 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 结果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 | 3

使用 App 开发器构建 App . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 高级主题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 参数、函数、变量和耦合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 材料属性和材料库. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 添加网格. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 添加物理场. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 参数化扫描. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 并行计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 COMSOL Multiphysics 客户端-服务器 . . . . . . . . . . . . 151 附录 A - 构建几何. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 附录 B - 键盘和鼠标快捷方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 附录 C - 语言元素和保留名称. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 附录 D - 文件格式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 附录 E - 使用 LiveLink™ 附加产品连接 . . . . . . . . . . . . 195 4 |

简介首次使用 COMSOL Multiphysics 软件之前，请仔细阅读本书。其中提供了 COMSOL 环境的概述，并附带多个示例来演示如何使用 COMSOL Desktop 用户界面和 “模型开发器”。此外，还简要介绍了如何使用 “App 开发器” 来创建 App。如果您尚未安装软件，现在请按照操作说明进行安装，下载地址： cn.comsol.com/product-download。除本书外，您还可以在软件安装完成后获取丰富的产品文档。COMSOL 网站提供了许多教程，您可以在 “视频中心”（网址为 cn.comsol.com/videos）和 “COMSOL 博客”（网址为 cn.comsol.com/blogs）页面获取相关资源。 | 5

COMSOL Desktop® 快速访问工具栏 - 使用这些按钮可以访问各种功能，例如文件打开 / 保存、撤消 / 重做、复制 / 粘贴以及删除。功能区 - 功能区中各个选项卡包含的按钮和下拉列表可用于控制建模过程中的所有步骤。 App 开发器 - 单击此按钮可以切换到 “App 开发器”，并开始基于模型开发 App。模型开发器工具栏模型树 - 提供模型的概览，并包含构建和求解模型以及处理结果所需的所有功能和操作。 6 | 模型开发器 - “模型开发器”窗口及其模型树和关联的工具栏按钮为您呈现了模型的概览。通过右键单击某个节点，可以访问上下文相关菜单，从而控制建模过程。设置窗口 - 单击模型树中的任意节点，可以查看显示在 “模型开发器”旁边的关联 “设置”窗口。

图形窗口工具栏图形窗口 - 显示 “几何”、“网格”和 “结果”节点的交互式图形，包含旋转、平移、缩放和选择等操作。信息窗口 - 显示仿真过程中的重要模型信息，如求解时间、求解进度、网格统计信息、求解器日志以及可用的结果表格。 | 7

当您首次使用 COMSOL Multiphysics 中的 “模型开发器”开始建模时，会看到如上页屏幕截图所示的图形用户界面。COMSOL Desktop® 用户界面为物理场建模和仿真以及 App 设计提供完整的集成环境，当您需要为模型构建友好的用户界面时，便可在此访问所需的各种工具。您可以根据需要定制桌面。还可以对窗口进行调整大小、移动、停靠及分离等操作。关闭会话时， COMSOL Multiphysics 会自动保存您对布局所做的任何更改，您下次打开软件时，这些更改仍然有效。在构建模型的过程中，软件会根据您的具体操作显示相应的附加窗口和控件。（请参见第 26 页以获取更完善的桌面示例。）可用的窗口和用户界面组件如下：快速访问工具栏 “快速访问工具栏”可供您访问各种功能，例如打开、保存、撤消、重做、复制、粘贴以及删除。可以从定制快速访问工具栏列表（工具栏右侧的向下箭头）中定制其内容。功能区桌面顶部的功能区可供您访问用于完成大多数建模任务的命令。功能区仅在 Windows® 版本的 COMSOL Desktop 环境中可用，在 OS X 和 Linux 版本中，则由菜单和工具栏代替。单击 App 开发器按钮可从“模型开发器”切换至“App 开发器”，并开始基于模型构建 App。 8 |

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