COMSOL_V4_Introduction_Danry_V1.0

时间：2025-07-10

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COMSOL Multiphysics 在仿真科学中的应用9FFF10F-TYUS-100905-5072963-526077546

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什么是仿真？仿真技术–一种运用相似性原理和类比关系研究事物的技术方法

仿真过程–建立真实世界系统的模型缩小的实体模型：小型反应器、缩微模型等数学模型：描述变量在空间、时间上变化的偏微分方程/组

–在模型上进行实验和研究，实现优化设计和预测等

仿真方法–实验 –计算机模拟中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider http://www.77cn.com.cn info@http://www.77cn.com.cn

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COMSOL Multiphysics®全球第一款真正的多物理场耦合分析软件 COMSOL Multiphysics–一套针对可以用偏微分方程(组) 描述的数学、物理或工程上的问题，使用有限元方法进行仿真的电脑辅助分析软件

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什么是PDE? 定义– 一个包含两个或多个变量的未知函数及其偏微分的方程 – 偏微分方程组(PDEs)

分类– 线性 vs. 非线性 – 方程 vs. 系统

线性PDE系统线性PDE

非线性PDE系统非线性PDE

求解难易程度中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider http://www.77cn.com.cn info@http://www.77cn.com.cn

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系数形式 , , x y z

扩散

源

吸收

u t

( c u u ) u au f

质量

阻尼质量

对流

源

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经典PDE 对流输送方程 Laplace方程传热方程 u t b u x 0

u 0 u t2

(k u ) 0

波动方程 Helmholtz方程

u t2

( u ) 0

( u ) u

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有限元方法定义–将连续的求解域离散成一组有限个，按一定方式相互联结在一起的单元的组合体 –将PDE转换成离散的线性代数方程系统 (c u ) fKu F

特点

K:刚度矩阵 u:解变量，或解向量 F:载荷向量 u的数量：自由度数目(DOF)

–各种

复杂单元可以用来模型化几何形状复杂的求解域 –各节点上的解的近似函数可以用来求解整个求解域上任意点的结果中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider http://www.77cn.com.cn info@http://www.77cn.com.cn

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软件名称的由来有限元法 Finite Element Method(FEM) 实验室(LAB)FEM LAB

FEMLAB 2005年3.2软件改名为COMSOL Multiphysics

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多物理场模拟的世界领先者总部位于斯德哥尔摩欧洲、印度和美国有16个办事处 200名员工 14 000个license, 60 000名使用者

中仿科技(CnTech)是中国大陆及港澳地区唯一合作伙伴

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传统建模途径电磁场化学反应流体流动传热结构力学声学