Starten von Multiphysik-Simulationen aus MATLAB^®

LiveLink™ for MATLAB^® bietet Befehle in der MATLAB^® Skriptsprache, die von MATLAB^® an COMSOL Multiphysics^® gesendet werden, um Simulationen in COMSOL Multiphysics^® zu starten. Dies kann zur Automatisierung von Modellierungsschritten sowie zur Integration von COMSOL Multiphysics^®-Modellen mit Berechnungen in MATLAB^® verwendet werden. LiveLink™ for MATLAB^® verwendet das COMSOL Application Programming Interface (API), das über alle notwendigen Funktionen und Methoden verfügt, um Modelle von Grund auf zu implementieren oder Einstellungen in bestehenden Modellen zu aktualisieren.

Alle Aspekte der COMSOL Multiphysics^® Modellierung können mit MATLAB^® über die API gesteuert werden, die eng in die MATLAB^® Umgebung integriert ist. Mit LiveLink™ for MATLAB^® können Geometrie- und Netzoperationen durchgeführt, Physikeinstellungen geändert, parametrische Studien durchgeführt, Löser gesteuert und die Ergebnisse nachbearbeitet werden. Die Ergebnisse können als numerische Daten und MATLAB^® Abbildungen extrahiert werden.

Utility Tools zur Verwaltung von Modellen aus MATLAB^®

Alle COMSOL^® Modelleinstellungen sind über die Kommandozeile in MATLAB^® verfügbar. Damit Sie sich mit der Struktur der Modelldaten und den Modelleinstellungen vertraut machen können, enthält LiveLink™ for MATLAB^® zwei Hilfsprogramme zum Navigieren und Durchsuchen der Modellinhalte: die Modell Navigator und Model Search Werkzeuge.

Der Model Navigator bietet einen Überblick über die Modellstruktur in einem Modellbaum zusammen mit den Modelleinstellungen und den Befehlen, die für jeden Teil des Modells ausgeführt werden können. Mit diesem Werkzeug können Sie ganz einfach Befehle für die Einstellung und Suche von Modelleigenschaften extrahieren und in Ihren eigenen Skripten verwenden.

Das Tool Model Search durchsucht das COMSOL Multiphysics^® Modell vom MATLAB^® Interface aus und hilft Ihnen, Ausdrücke und Variablen zu finden, die in einem Modell verwendet werden. Es stehen mehrere Filter und Sucheinstellungen zur Verfügung, um Ihre Suche einzugrenzen.

Außerdem können Sie auf ein Modell simultan von MATLAB^® und dem COMSOL Desktop^® aus zugreifen. Auf diese Weise können Sie den Arbeitsablauf verwenden, der für die jeweilige Aufgabe am besten geeignet ist. Vielleicht ziehen Sie es vor, einige Aufgaben über die Befehlszeile und die Skripterstellung auszuführen, während andere Aufgaben besser über das COMSOL Multiphysics^® User Interface zu erledigen sind.

Verwalten und Erstellen von Geometriemodelle und Netzen aus MATLAB^®

Das Ausführen von COMSOL Multiphysics^® aus MATLAB^® bietet eine große Flexibilität bei der Handhabung von Geometriemodellen und Netzen. Mit MATLAB^® Programmen und dem MATLAB^® Command-Line Interface können Nutzer:

• Geometrieobjekte mit Eingaben aus MATLAB^® generieren
• CAD-Modelle in einer Reihe von branchenführenden Dateiformaten importieren und exportieren¹
• Simulationen auf der Grundlage importierter CAD-Modelle durchführen
• Oberflächen in den Dateiformaten STL, 3MF und PLY erstellen, importieren und exportieren
• Geometrieobjekten in MATLAB^® Abbildungen plotten
• Geometrieinformationen für Punkte, Kanten, Flächen und Gebiete abrufen, z.B. für Adjazenz, Krümmung, Abstände, usw.
• Ein Bild in eine 2D-Geometrie konvertieren
• Netze erzeugen
• Netze in MATLAB^® Abbildungen plotten
• Netzinformationen wie Netzstatistiken und anderen Netzdaten abrufen
• Netzdaten importieren und exportieren

Aufruf von MATLAB^® Funktionen aus dem COMSOL Desktop^®

LiveLink™ for MATLAB^® bietet eine direkte Verbindung zu MATLAB^®, während COMSOL Multiphysics^® läuft. MATLAB^® Funktionen können aus der Benutzeroberfläche von COMSOL Multiphysics^® aufgerufen werden, um Materialeigenschaften, Randbedingungen und mehr zu definieren. Diese MATLAB^® Funktionen können ausgewertet werden, während das Modell gelöst wird. Außerdem kann eine Simulations-App von COMSOL MATLAB^®-Aufrufe enthalten. In diesem Fall wird MATLAB^® automatisch gestartet, wenn es bei der Ausführung aufgerufen wird.

Integration vorhandener MATLAB^® Programme

Für MATLAB^®-Nutzer lassen sich COMSOL Multiphysics^® Simulationen leicht in bestehende Codebasen integrieren. Ein Modell, das in der COMSOL Multiphysics^® Benutzeroberfläche erstellt wurde, kann in einer M-Datei gespeichert werden. Diese M-Datei enthält dann COMSOL^® API-Aufrufe in MATLAB^®-Syntax, um die COMSOL Multiphysics^®-Funktionen auszuführen. Auf diese Weise ist es möglich, schnell und bequem automatisch COMSOL^® Modellierungscode zu erzeugen, der als Ausgangspunkt für die weitere Integration in MATLAB^® Programme verwendet werden kann.

Die Verwendung der Tools zur automatischen Codegenerierung bietet eine schnelle Möglichkeit, die COMSOL^® API für MATLAB^®, die in LiveLink™ for MATLAB^® enthalten ist, kennenzulernen. Die COMSOL^® API ist leicht zu erlernen und hat eine intuitive Struktur, die den Schritten ähnelt, die beim Einrichten von Modellen in der COMSOL Multiphysics^® Benutzeroberfläche mit dem Model Builder verwendet werden.

Vorhandener Code, der auf MATLAB^® Toolboxen oder eigenen Code basiert, lässt sich problemlos in COMSOL Multiphysics^® Simulationen integrieren. COMSOL Multiphysics^® kann sogar aus Benutzeroberflächen aufgerufen werden, die mit MATLAB^® erstellt wurden. So kann MATLAB^® beispielweise für die Vorbereitung von Daten und das Postprocessing und COMSOL Multiphysics^® für Struktur-, Fluid-, Elektromagnetik- oder andere physikalische oder multiphysikalische Modellierungen verwendet werden. Die Simulationen können dann mit einer Mischung aus Programmen und Modellen durchgeführt werden, die mit MATLAB^®, COMSOL Multiphysics^® und auch anderen Tools erstellt wurden.

Erzeugen von Plots in MATLAB^® und Extraktion von Daten aus COMSOL Multiphysics^®

Alle COMSOL Multiphysics^® Plots können in MATLAB^® neu erstellt werden. Alle Plot-Typen können als reguläre MATLAB^® Plots generiert werden und können wie jeder andere MATLAB^® Plot gespeichert oder exportiert und bearbeitet werden.

Von MATLAB^®-Programmen aus können COMSOL Multiphysics^®-Ausdrücke entweder lokal an bestimmten Punkten oder für größere Teile eines Modells ausgewertet werden, z.B. entlang der Kanten, auf Oberflächen oder in Volumina. Möglich ist auch der Zugriff auf die Rohdaten der Lösung oder auf verarbeitete Daten, die auf beliebigen Ausdrücken basieren, einschließlich Maximal-, Minimal-, Mittel- und Integralwerten.

Die Verarbeitung von Einheiten in COMSOL Multiphysics^® wird für jede Art von extrahierten Daten vollständig unterstützt, d.h. die Einheitenverarbeitung kann beispielsweise in eigenen Programmen zur Einheitenumrechnung verwendet werden.

Alle numerischen Daten aus COMSOL Multiphysics^® Simulationen können abgerufen und MATLAB^® Variablen zur weiteren Analyse zugewiesen werden. Low-Level-Informationen, die in direktem Zusammenhang mit Netz- und Formfunktionsdaten stehen, können ebenso extrahiert werden wie Sensitivitäten und zeitliche und räumliche Ableitungen.