Die neue Version von COMSOL Multiphysics bietet viele neue leistungsfähige Funktionen sowie neue Produkte wie den Application Builder. Mit dem innovativen Application Builder kann die Effizienz von Simulationen beträchtlich gesteigert werden.
COMSOL Multiphysics®
- Application Builder zur Erstellung von Spezialanwendungen aus COMSOL-Modellen, die von Ingenieuren und Konstrukteuren im Unternehmen genutzt werden können
- Zahlreiche neue vordefinierte Multiphysik-Kopplungen
- Neuer Solveralgorithmus zur schnellen Vernetzung und Simulation von komplexen CAD-Baugruppen, bei denen nicht kompatible Netze mit hängenden Knoten zulässig sind
- Unterstützung von Multiskalen-Simulationen dank Extradimensionen
- Erstellung von Geometrie aus importierten Netzen und anschließende Bearbeitung mit Volumenkörperfunktionen
Interfacing & Multipurpose
- Das neue Design Module bietet nun folgende CAD-Funktionen: Lofting, Verrundung, Abschrägung, Mittelfläche und Verstärken
- Neue Version von LiveLink™ for Revit®, mit der COMSOL®-Benutzer auf die BIM-Software zur Gebäudedatenmodellierung von Autodesk® zugreifen können
- Multianalyse-Optimierung durch die Kombination von verschiedenen Studientypen
- Simulation von Partikelakkumulation sowie Verschleiß- und Ätzprozessen mit dem Particle Tracing Module
Elektromagnetik
- Das neue Ray Optics Module behandelt elektromagnetische Wellen als Strahlen in Systemen, in denen die Wellenlänge wesentlich kleiner als die umgebende Geometrie ist
- Frequenz- und materialgesteuerte 1-Klick-Vernetzung zur Einrichtung von infiniten Elementen, PMLs (Perfectly Matched Layers) und periodischen Bedingungen
- Das Plasma Module bietet neue Interfaces für Gleichgewichts-Entladungs-Simulationen
- Das Semiconductor Module und das Wave Optics Module ermöglichen optoelektronische Simulationen
Mechanik & Wärme
- Das Acoustics Module verfügt über zwei neue Funktionen zur Hochfrequenz- und Schalldiffusitätsmodellierung: Ray Acoustics und Acoustic Diffusion
- Das Heat Transfer Module unterstützt die Modellierung von dünnen Schichten, dünnen Filmen und Stäben und Spalten, wobei nur geringe Rechenressourcen benötigt werden
- Modellierung von geometrisch nichtlinearen Balken und nichtlinearen elastischen Materialien sowie der Elastizität von Verbindungsstücken mit den Strukturmechanik-Produkten
Strömungsmechanik & Chemie
- Die neuen algebraischen Turbulenzmodelle Algebraic yPlus und L-VEL ermöglichen schnellere Simulationen
- Unterstützung der Turbulenz in Gittern und Lüftern
- Reaktives Pelletbett-Interface, bei dem die Extradimensionsfunktion genutzt wird
- Neues Chemie-Interface und verbessertes Reaction Engineering-Interface für chemische Verfahrenstechnik
Neuerungen
- Application Builder
- Speichern von Modellen als Spezialanwendungen zur Verwendung im ganzen Unternehmen.
Erstellung von Anwendungen mit den Drag&Drop-Tools des Formular-Editors oder durch Programmierung mit dem Methoden-Editor.
- Einbeziehung bestimmter Funktionen aus dem Modell oder Programmierung neuer Funktionen mit dem Methoden-Editor.
- Ausführung von Anwendungen in COMSOL Multiphysics oder auf COMSOL Server mit einem installierten oder webbasierten Client.
Application Builder: Eine Fluid- und Strukturanalyse eines Solarpanels. Mit der Anwendung kann der Benutzer die Windeinstellungen ändern und anschließend das Modell neu berechnen. Dann können Fluiddynamik und Struktureigenschaften untersucht werden.
- Erstellung einer Geometrie aus einem importierten Netz:
- Umwandlung eines importierten Netzes in ein geometrisches Objekt. Volumenkörper Operationen können auf ein importiertes Netz eines mechanischen Teils angewendet werden, beispielsweise bei Strömungs- oder Elektromagnetik-Simulationen.
- Sehen Sie sich diese Videoanleitung an
- Erstellung von Geometrieteilfolgen mit einer verknüpften Teilfolge:
- In einer MPH-Datei kann eine Bibliothek mit Geometrieteilfolgen erstellt werden, die mit einem Modell verknüpft werden können. Diese Funktion ist nützlich bei der Organisation von Geometrieobjekten.
- Flexiblere Nutzung von importierten Netzen:
- Ein Netz einer Vernetzungssequenz, die zu einer anderen Modellkomponente gehört, kann nun mithilfe einer neuen "copy-mesh" Funktion kopiert werden.
- Schnellere Modellierung von großen Bereichen:
- Mit Volumenkörper-Operationen können Bauteile mit großen geometrischen Bereichen, z. B. Touchscreens und MEMS-Beschleunigungsmesser, schneller und einfacher modelliert werden.
- Wesentlich bessere Simulation von CAD-Baugruppen:
- Ein neuer Solveralgorithmus ermöglicht eine äußerst schnelle Vernetzung und Berechnung von CAD-Baugruppen, bei denen hängende Knoten zulässig und Näherungsantworten ausreichend sind.
- Zusatzdimensionen:
- Für Multiskalen-Simulationen können Sie einem Modell abstrakte geometrische Dimensionen hinzufügen.
Bild ansehen » - Suche von Eigenfrequenzen in Intervallen:
- Sie können innerhalb eines bestimmten Intervalls oder eines komplexwertigen Bereichs nach Eigenfrequenzen suchen, indem Sie die gewünschte Anzahl an Frequenzen eingeben.
Screenshot ansehen » - Globale Materialien und Materialverknüpfungen:
- Sie können eine Bibliothek mit Materialien erstellen, die häufig für Modellkomponenten verwendet werden. Die Komponenten können durch das neue Materialverknüpfung-Feature mit den gewünschten Materialien verknüpft werden.
- Sweep über Materialsätze und benutzerdefinierte Funktionen:
- Mit der neuen Funktion „Switch“ können Sie parametrische Sweeps über einen diskreten Materialsatz oder benutzerdefinierte Funktionen definieren.
- Unterstützung von Einheiten bei parametrischen Sweeps:
- Sie können einem Parameter, der für einen parametrischen Sweep verwendet wird, eine Einheit zuordnen.
- Verbesserte Messsonden zur Verwendung während der Berechnung:
- Die Verwendung von Messsonden während der Berechnung, um Größen zu verfolgen und zu plotten, ist nun effizienter und erfordert weniger Rechenleistung als in älteren Versionen.
Simulation von CAD-Baugruppen: Vibrationsanalyse einer Lüfterbaugruppe. Bei nicht kompatiblen Netzen mit „hängenden Knoten“ werden Sweep-Netze in allen Bereichen verwendet. Das Ergebnis ist eine Mischung aus hexaedrischen und prismatischen Elementen.
- Spektrumfarbtabelle:
- Zur Annäherung an die menschliche Wahrnehmung von sichtbarem Licht enthält die Spektrumfarbtabelle die Farbe Violett und intensivere Grünfarbtöne.
- Verbesserte Steuerung des Seitenverhältnisses:
- Sie können die Ansichtsskalierungsfaktoren für die x-, y- und z-Richtung manuell einstellen und folgende Optionen auswählen: keine Ansichtsskalierung, automatische Ansichtsskalierung und manuelle Skalierung.
- Konturlinien als Schläuche plotten:
- Konturlinien können als Schläuche geplottet werden. Diese Funktion entspricht der Funktion für Stromlinien.
- Vorbearbeitung von Tabelle/Graph und Tabellenoberflächen-Plots:
- Die x-, y- und z-Datenwerte können skaliert und übersetzt werden, um eine bessere Übereinstimmung mit den Werten aus anderen Datensätzen zu erzielen.
- Kopieren und Einfügen von Tabellenspalten und -zellen:
- Sie können eine Spalte einer Tabelle auswählen und mit der rechten Maustaste klicken, um die Spalte mit oder ohne Kopfzeile in die Zwischenablage zu kopieren. Sie können auch den Inhalt einer Zelle auswählen und kopieren.
- Tabellenkopfzeilen bearbeiten:
- Sie können nun Tabellenkopfzeilen bearbeiten. Beim Import einer Tabelle aus einer Datei werden die Tabellenkopfzeilen aus der letzten Kommentarzeile, die den Daten voransteht, eingelesen.
Spektrumfarbtabelle: Die neue Spektrumfarbtabelle (unten) im Vergleich mit der Regenbogenfarbtabelle (oben). Bei der neuen Tabelle werden die violetten und grünen Anteile des Spektrums betont, was der menschlichen Wahrnehmung von Licht im sichtbaren Spektrum besser entspricht.
- Im Modellbaum stehen neue Multiphysik-Knoten zur Verfügung, die die Steuerung der Kopplungen zwischen einzelnen physikalischen Größen erleichtern. Zu diesen Kopplungen gehören:
- Nicht isotherme Strömung einschließlich konjugierter Wärmeübertragung (erfordert das CFD Module oder das Heat Transfer Module)
- Fluid-Struktur-Wechselwirkung für feste Geometrie (erfordert das Structural Mechanics Module oder das MEMS Module)
- Halbleiter-Elektromagnetische Wellen-Kopplung für Optoelektronik-Anwendungen (erfordert das Wave Optics Module und das Semiconductor Module)
- Plasmawärmequelle (erfordert das Plasma Module)
- Lorentz-Kraft (erfordert das AC/DC Module)
- Statische Stromdichtekomponente (erfordert das Plasma Module)
- Induktive Stromdichtekomponente (erfordert das Plasma Module)
- Piezoelektrischer Effekt (erfordert das Structural Mechanics Module, MEMS Module oder Acoustics Module)
- Akustik-Struktur auf dem Rand (erfordert das Acoustics Module)
- Thermoakustik-Struktur auf dem Rand (erfordert das Acoustics Module)
- Aeroakustik-Struktur auf dem Rand (erfordert das Acoustics Module)
- Akustik-Porös auf dem Rand für poroelastische Wellen (erfordert das Acoustics Module)
- Porös-Struktur auf dem Rand für poroelastische Wellen (erfordert das Acoustics Module)
- Hintergrund-Potenzialströmung Kopplung (erfordert das Acoustics Module)
- Akustik-Thermoakustik auf dem Rand (erfordert das Acoustics Module)
- Die neuen Multiphysik-Knoten vereinen die folgenden Knoten in älteren COMSOL Multiphysics-Versionen:
- Joulesche Erwärmung mit elektromagnetischer Wärmequelle
- Induktive Erwärmung mit elektromagnetischer Wärmequelle (erfordert das AC/DC Module)
- Mikrowellenerwärmung mit elektromagnetischer Wärmequelle (erfordert das RF Module)
- Lasererwärmung mit elektromagnetischer Wärmequelle (erfordert das Wave Optics Module)
- Thermische Spannung (erfordert das Structural Mechanics Module oder das MEMS Module)
- Joulesche Erwärmung und thermische Ausdehnung (erfordert das Structural Mechanics Module oder das MEMS Module)
- Thermoelektrischer Effekt (erfordert das Heat Transfer Module)
Spezielle Multiphysik-Knoten: Modell und Anwendung eines Mantelrohrwärmetauschers, erstellt mit dem Multiphysik-Knoten für die nicht-isotherme Strömung. Die vom Modell abgeleitete Anwendung berechnet bei der Ausführung stets diese Multiphysik-Kopplung.
Elektromagnetik
- Neues Produkt: Ray Optics Module
- Zur Modellierung von Systemen, bei denen die elektromagnetische Wellenlänge kleiner als die umgebende Geometrie ist.
- Das Modul behandelt elektromagnetische Wellen als Strahlen, die sich in homogenen oder gradierten Medien ausbreiten und deren Reflexion und Brechung an Übergängen berücksichtigt werden kann.
- Aussendung von Strahlen aus Gebieten oder von Rändern und spezielle Release-Features für die Modellierung von Sonnenstrahlen sowie von Strahlen, die an einer beleuchteten Oberfläche reflektiert oder gebrochen werden.
- Analyse von Strahlentrajektorien, Bewertung von Ausdrücken, die sich auf viele Strahlen auswirken, und Visualisierung von Interferenzmustern mithilfe von umfangreichen Nachbereitungs-Tools.
- Kopplung der Strahlenverfolgung mit anderen physikalischen Prozessen wie z. B. mechanische Beanspruchungen und Wärmeübertragung.
- Produktseite besuchen
Newton-Teleskop: Simulation eines Newton-Teleskops, das einen Parabolspiegel und einen Planspiegel für die Reflexion von Lichtstrahlen verwendet. Die Ergebnisdarstellung zeigt den Verlauf der Strahlen durch das Teleskop und ihre Reflexion auf die Brennebene.
- Netz für periodische Bedingungen kopieren
- Mit der physikabhängigen automatischen Vernetzung wird die Netzgenerierung für periodische Bedingungen automatisiert.
- Automatisierte Vernetzung für infinite Elemente
- Mit der neuen Funktion für die automatische Vernetzung wird die Swept-Vernetzung (3D) oder die Mapped-Vernetzung (2D) automatisch auf Bereiche mit infiniten Elementen angewendet.
- Neue Modellierungsoptionen für elektrische Ströme
- Sie können nun dielektrische Verluste, den Materialverlustfaktor sowie die Erregerleistung in einem Anschluss in Simulationen von elektrischen Strömen einbeziehen.
Automatisierte Vernetzung von infiniten Elementen: Dieses Modell simuliert eine Spule mit Eisenkern mithilfe der Funktion zur automatisierten Vernetzung für infinite Elemente.
- Anpassung des Netzes an Materialeigenschaften
- Vor der Berechnung können Sie jetzt Netze in Abhängigkeit von Materialeigenschaften automatisch skalieren, sodass die lokale Wellenlänge aufgelöst werden kann.
- Netz für periodische Bedingungen kopieren
- Mit der physikabhängigen automatischen Vernetzung wird das Netz für periodische Bedingungen automatisiert.
- Automatisierte Vernetzung von perfekt absorbierenden Schichten (PMLs)
- Mit der neuen Funktion für die automatische Vernetzung wird die Swept-Vernetzung (3D) oder die Mapped-Vernetzung (2D) automatisch auf Bereiche mit PMLs angewendet.
- Sehen Sie sich diese Videoanleitung an
- Numerische TEM-Anschlüsse
- Das RF Module enthält jetzt eine Funktion für numerische TEM-Anschlüsse für Übertragungsleitungen.
Bild ansehen » - Linear polarisierte ebene Wellen
- Das Wave Optics Module enthält nun eine neue Hintergrundfeld-Option für linear polarisierte ebene Wellen.
Screenshot ansehen »
Automatisierte Vernetzung von perfekt absorbierenden Schichten (PMLs): Dieses Modell simuliert eine FM-Antenne, die sich auf der Heckscheibe eines Fahrzeugs befindet. Die Simulation berechnet das Muster der Fernfeldstrahlung der Antenne und die elektrischen Felder, die von einem Kabelstrang im Fahrzeuginneren ausgehen. Die Funktion zur automatisierten Vernetzung ermöglicht die Definition einer perfekt absorbierenden Schicht mit einem Mausklick. Sie können die Funktion auch auf periodische Randbedingungen anwenden.
- Neues Interface für piezoelektrische Geräte
- Das Piezoelektrische Bauteile-Interface wurde durch den neuen Multiphysik-Knoten Piezoelektrischer Effekt ersetzt, der das Festkörpermechanik-Interface mit dem Elektrostatik-Interface koppelt.
Screenshot ansehen » - Dielektrischer Verlust
- Die neue Option Dielektrischer Verlust im Multiphysik-Knoten Piezoelektrischer Effekt ermöglicht die Modellierung von elektrischen Verlusten im Zeitbereich und im Frequenzbereich.
Screenshot ansehen » - Quarz-Materialeigenschaften
- Für die Modellierung der piezoelektrischen Eigenschaften von Quarz stehen nun neue Materialeigenschaften zur Verfügung. Dadurch werden sowohl links- und rechtsdrehende polarisierte Materialen als auch die Normen 1949 IRE und 1978 IEEE unterstützt, mit denen häufig Materialeigenschaften definiert werden.
Screenshot ansehen » - Beschleunigungsmesser mit mikrobearbeiteter Oberfläche
- Die Modellbibliothek enthält nun ein Modell für einen Beschleunigungsmesser mit mikrobearbeiteter Oberfläche.
Beschleunigungsmesser mit mikrobearbeiteter Oberfläche: Der Beschleunigungsmesser wird mit dem Elektromechanik-Interface modelliert.
- Drei neue Physikinterfaces zur Modellierung von Entladungen, die sich in einem lokalen thermodynamischen Gleichgewicht befinden.
- Gleichstromentladung, Gleichgewicht-Interface – das Gegenstück zum Gleichstromentladung-Interface
- Induktiv gekoppeltes Plasma, Gleichgewicht-Interface (erfordert auch das AC/DC Module) – das Gegenstück zum Induktiv gekoppeltes Plasma-Interface
- Induktiv/Gleichstromentladung kombiniert-Interface (erfordert auch das AC/DC Module) – eine Kombination der beiden obigen Entladungs-Interfaces und primär für Schweißanwendungen vorgesehen
- Dielektrischer Kontakt
- Die Randbedingung Dielektrischer Kontakt wird auf Ränder angewendet, die ein dielektrisches Material repräsentieren und das Plasma berühren. Mithilfe dieser Randbedingungen kann eine Biasspannung auf die Rückseite eines dielektrischen Materials angelegt werden, ohne dass das dielektrische Material in die Geometrie einbezogen werden muss.
Screenshot ansehen » - Metall-Kontakt
- Mit der Randbedingung Metall-Kontakt kann ein fester Strom oder ein externer Schaltkreis zusammen mit einem elektrischen Potential definiert werden. Dadurch können Sie ein stabileres System und eine bessere Konvergenz erzielen.
Screenshot ansehen » - Verbesserte Funktion für Anschlüsse
- Die Anschluss-Funktion wurde verbessert und es kann nun über den Anschlusspunkt ein fester Strom eingespeist werden. Dadurch kann die DC-Biasspannung, die am kapazitiv gekoppelten Plasma (CCP) anliegt, berechnet werden.
ICP-Brenner: Modell eines induktiv gekoppelten Plasma-Brenners. Mit dem Modell werden die elektrischen und thermischen Eigenschaften des Brenners unter Atmosphärendruck ermittelt.
- Neue Funktionen für Dotierungsmodelle
- Die Funktion Halbleiter Dotierungsmodelle wurde durch zwei neue Funktionen ersetzt: Analytisches Dotierungsmodell und Geometrisches Dotierungsmodell.
Screenshot ansehen » - Halbleiter-Initialisierungsstudie
- Mithilfe einer Halbleiter-Initialisierungsstudie kann ein 2D-Netz in Regionen verfeinert werden, in denen die Dotierungskonzentration stark variiert.
- Optoelektronik-Interfaces
- Es stehen zwei neue Halbleiter-Optoelektronik-Interfaces zur Verfügung: Halbleiter-Optoelektronik, Strahleinhüllende und Halbleiter-Optoelektronik, Frequenzbereich. Mit diesen Interfaces können Halbleiter mit direkten Bandlücken, die mit optischen Feldern in Wechselwirkung stehen, modelliert werden. Ein neues Modell einer GaAs-PIN-Photodiode demonstriert die neuen Optoelektronik-Interfaces.
- Spontanemission
- In den neuen Optoelektronik-Interfaces wird bei der Modellierung von Materialien mit direkten Bandlücken die Spontanemission berücksichtigt.
- Lichtabsorption und -emission
- Bei den neuen Optoelektronik-Interfaces werden die Auswirkungen der Lichtabsorption und -emission berücksichtigt, indem die komplexe Permittivität oder der Brechungsindex im Interface für elektromagnetische Wellen entsprechend angepasst wird.
- Tunnelströme
- Mit den Randbedingungen Isolator-Interface und Floating-Gate können Tunnelströme durch isolierende Barrieren sowie die Ladungsakkumulation an Floating-Gates modelliert werden. Das neue Modell eines EEPROM-Gerätes (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) demonstriert diese Randbedingung.
- Modellierung von Fallen
- Mit den neuen Funktionen Trap-unterstützte Rekombination und Explizit Trapverteilung können Fallen genau modelliert werden.
Ein neues Modell zeigt, wie Oberflächenfallen an dem Silizium-Gate eines MOSFETs modelliert werden können.
Screenshot ansehen » - Modelle für die Bandlückenverengung
- Das Halbleiter Materialmodell enthält zwei neue Modelle für die Bandlückenverengung: Slotboom und Jain-Roulston.
Die neue Geometrisches Dotierungsmodell-Funktion: Mit zunehmendem Abstand zum linken Rand des Bereichs sinkt die Konzentration entsprechend einem Gaußschen Profil. Mit der Funktion können gekrümmte Ränder einbezogen werden.
Automatische Netzverfeinerung: Mithilfe der Halbleiter Initialisierung-Studie kann eine automatische Netzverfeinerung in Bereichen von konzentrierten Dotierungen in einem Bipolartransistor durchgeführt werden. In der Grafik ist die Dotierungskonzentration dargestellt. In Bereichen mit einem hohen Konzentrationsgradienten sind die Netzelemente feiner.
Optoelektronik-Physikinterfaces: Hier ist das neue GaAs PIN Photodioden-Modell dargestellt. In diesem Modell wird ein Optoelektronik-Physikinterface genutzt, dass eine einfache Kopplung zwischen dem Halbleiter- und dem Wellenoptik-Interface ermöglicht. Mithilfe des Halbleiter-Interfaces kann die Änderung des Brechungsindex berechnet werden, die durch Absorption hervorgerufen wird. Das Wellenoptik-Interface berechnet die Intensität und die Ausbreitung von einfallendem Licht.
Tunnelströme: Tunnelstrom, der während der Programmierungs- und Löschvorgänge für ein EEPROM-Gerät (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) fließt.
Mechanik & Wärme
- Dünne Schichten
- Die Modellierung von dünnen Schichten kann schwierig sein, wenn die Gesamtgeometrie im Verhältnis zur Schichtdicke groß ist. Mit der neuen Funktion für dünne Schichten können Modelle aus geometrisch konzentrierten Elementen mit wenig Aufwand erstellt werden. Es können dünne Schichten modelliert werden, die einen thermischen Widerstand (z. B. ein Luftspalt zwischen zwei Metallteilen) oder eine hochleitfähige Schicht (z. B. eine Kupferschicht auf einer Leiterplatte) darstellen. Es steht eine dritte Option für unspezifizierte Schichten zur Verfügung, bei denen die Wärmeübertragungsgleichungen für die Schichten vollständig gelöst werden. In diesem Fall wird speziell für die Schicht automatisch ein Netz erzeugt, ohne dass der Geometrievernetzungsvorgang komplexer wird. Bei dieser Funktion wird die neue Kerntechnologie zur Modellierung von zusätzlichen Dimensionen eingesetzt.
Screenshot ansehen » - Dünner Film
- Mit der neuen Dünner Film-Funktion wird die Wärmeübertragung in dünnen Fluidregionen modelliert. Bei Verwendung dieser Funktion entfällt die explizite Modellierung des dünnen Films in der Geometrie, und es können mit wenig Aufwand Wärmeübertragungsmodelle aus geometrisch konzentrierten Elementen erstellt werden. Außerdem können die thermischen Eigenschaften von Fluiden und die Strömungseigenschaften definiert werden. Bei dieser Funktion wird die neue Kerntechnologie zur Modellierung von zusätzlichen Dimensionen eingesetzt.
Screenshot ansehen » - Spalten/Risse
- Mit der neuen Bruch-Funktion wird die Wärmeübertragung in Spalten modelliert, wobei die Spalten als dünnes poröses Medium behandelt werden. Bei Verwendung dieser Funktion entfällt die Modellierung der Spaltdicke in der Geometrie, und es können mit wenig Aufwand Modelle aus geometrisch konzentrierten Spaltelementen erstellt werden. Außerdem können das Fluid und die Feststoffteile sowie die Strömungseigenschaften definiert werden. Die Strömung kann mit einem Strömungs-Interface, z. B. dem Interface Spaltenströmung, definiert werden. Bei dieser Funktion wird die neue Kerntechnologie zur Modellierung von zusätzlichen Dimensionen eingesetzt.
Screenshot ansehen »
Geothermische Erwärmung: Dies ist eine effiziente Methode zur Beheizung von Gebäuden, bei der unterirdische Wärmekollektoren eingesetzt werden. Mit diesem Modell werden verschiedene Auslagemuster der Kollektoren verglichen, in einer Umgebung, welche die typischen thermischen Eigenschaften der obersten Bodenschicht eines Gartens aufweist.
Verdampfung: Mit diesem Modell wird die Erwärmung und Kühlung von Wasser in einem Becher mit und ohne Phasenänderung simuliert. Die Massenbilanz wird einbezogen, um den Verdampfungseffekt zu berücksichtigen.
- Wärmeübertragung in hochleitfähigen Stäben
- Wenn ein Volumenkörper mit einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit Stäbe aus einem thermisch hochleitfähigen Material enthält, kann die Wärmeübertragungsverteilung der Stäbe nicht vernachlässigt werden. Ein Beispiel hierfür ist Beton, der Bewehrungsstahlelemente enthält. Jedoch ist die Modellierung von Stäben als schmale Bereiche in der Geometrie in der Regel aufgrund des Längenverhältnisses und des damit verbundenen hohen Aufwands für die Vernetzung nicht sinnvoll. Die neue Dünner Stab-Funktion liefert Wärmeübertragungsmodelle aus konzentrierten Elementen und ermöglicht die Modellierung von thermisch hochleitfähigen Stäben als 1D-Linienelemente.
Screenshot ansehen » - Analyse von kryogenischen Schäden
- Die Temperaturschwelle-Funktion zur Schadensintegralanalyse in der biologischen Gewebe-Funktion bietet nun Optionen für kryogenische Analysen. Zwei Temperaturschwellenwerte können definiert werden: Ein Temperaturwert, bei dessen Unterschreitung die Schädigung voranschreitet, und ein zweiter, niedrigerer Temperaturwert, bei dessen Unterschreitung eine Gewebenekrose auftritt.
Screenshot ansehen » - Funktionen für Lüfter, Innenlüfter und Gitter für turbulente Strömungen
- Die Funktionen für Lüfter, Innenlüfter und Gitter unterstützen nun Turbulenzmodelle. Diese Funktionen liefern Modelle aus konzentrierten Elementen und ersetzen explizite Gerätebeschreibungen mithilfe von Randbedingungen. Ein Beispiel: Für die Lüfter-Randbedingung werden Lüfterkurven definiert, um den Druckabfall durch den Lüfter zu ermitteln. Mittels dieser Randbedingung werden auch die Bedingungen für die anderen abhängigen Variablen festgelegt. Der Mischeffekt des Temperaturfelds am Lüfterauslass kann durch die Anwendung einer Kopplungsfunktion für nichtisotherme Strömungen berücksichtigt werden.
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Beteiligte Medien: Eine Glasschmelze kühlt durch Wärmeausstrahlung ab. Mit den drei COMSOL Multiphysics-Modellen für die Strahlung in beteiligten Medien werden die Genauigkeit und der Rechenaufwand verglichen.
Interface für Kurvenkoordinaten: Dieses Modell zeigt die Richtungsabhängigkeit von Fasern bei einer Simulation der Wärmeübertragung. Die Fasern haben eine hohe thermische Leitfähigkeit in der Faserrichtung, und senkrecht zur Faserrichtung ist die Leitfähigkeit niedrig. Mit dem Krummlinige Koordinaten-Interface kann die Faserrichtung genau definiert werden, was mit anderen Methoden schwierig wäre.
- Automatische Festlegung von Positionsparametern nach Sonnenstand
- Bei Modellen, die die Sonne als externe Strahlungsquelle verwenden und mit denen die Strahlungsübertragung zwischen Oberflächen untersucht wird, kann jetzt aus einer Liste eine größere Stadt ausgewählt werden, um die Positionsparameter (Breiten- und Längengrad sowie Zeitzone) automatisch festzulegen.
Screenshot ansehen » - Option zur Festlegung der Dimension von Linien-/Punktwärmequellen
- Bei den Funktionen Linienwärmequelle und Punktwärmequelle können Sie mit einer neuen Option den Radius der Quelle festlegen. Durch die Radiusfestlegung werden nichtphysikalische, unbegrenzt konzentrierte Wärmequellen vermieden, die zu netzabhängigen Lösungen führen. Die Netzelementgröße muss nicht mit dem Wärmequellenradius übereinstimmen: Die Wärmequelle wird auch bei groben Netzen korrekt modelliert. Eine Verfeinerung des Netzes in der Nähe der Quellenposition führt zu einer stabilen Lösung, die der Geometrie entspricht. Dabei würde die Quelle nicht von einem Punkt, sondern von einem Bereich repräsentiert.
Bild ansehen » - Diskretisierung konstanter Ordnung bei der Diskrete-Ordinaten-Methode
- Die Diskrete-Ordinaten-Methode in den Wärmetransport in teiltransparenten Medien und Strahlung in teiltransparenten Medien Interfaces unterstützt nun die Diskretisierung konstanter Ordnung. Die Diskretisierung niederer Ordnung verkürzt die Rechenzeit, da die Anzahl der Freiheitsgrade geringer ist.
- Thermoelastische Dämpfung und Druck
- Die neue Thermoelastische Dämpfung-Funktion erweitert die Möglichkeiten zur Modellierung der Erwärmung von Feststoffen, da die durch Vibrationen erzeugte Komprimierung berücksichtigt werden kann. Dank dieser Funktion können Materialien mit einem nicht konstanten Wärmeausdehnungskoeffizienten genau analysiert werden. Bei der Verwendung des Multiphysik-Knotens für die thermische Ausdehnung wird der Beitrag der thermoelastischen Dämpfung automatisch berücksichtigt.
Screenshot ansehen » - Thermische Materialeigenschaften für alle Materialien in der integrierten Materialbibliothek
- Die integrierte Materialbibliothek wurde aktualisiert und allen Materialien wurden die für thermische Analysen erforderlichen Eigenschaften zugewiesen.
- Verbesserungen bei der Strahlungsübertragung zwischen Oberflächen
- Die Modellierungs-, Nachbearbeitungsfunktionen und Berechnungsmethoden für Strahlungsübertragung zwischen Oberflächen wurden verbessert.
- Parallele Strahlungsprogrammierung
- Der Code zur Berechnung des Sichtfaktors bei der Strahlungsübertragung zwischen Oberflächen unterstützt nun die Parallelisierung von gemeinsamem Speicher. Die Berechnungszeit für Modelle für die Strahlungsübertragung zwischen Oberflächen wird verkürzt, wenn COMSOL Multiphysics mehrere Kerne nutzen kann.
- Kopplung von Schalen- und Volumenkörper-Interfaces für die Strahlungsübertragung
- Wenn ein Gebiets-Interface und ein Schalen-Interface dasselbe Temperaturfeld und Ausstrahlungsfeld gemeinsam verwenden, können die Interfaces gekoppelt werden. Beispielsweise kann das Wärmetransport in Feststoffen-Interface mit dem Wärmetransport in dünnen Schalen-Interface gekoppelt werden. Durch die Kopplung können Modelle für die Strahlungsübertragung zwischen Oberflächen erstellt werden, die Schalen und Volumenkörper enthalten. Diese Objekte werden durch einen Bereich (in der Regel Luft oder Vakuum) getrennt, der in der Geometrie repräsentiert und nicht vernetzt ist.
- Nachbearbeitung des Sichtfaktors
- Wenn in den Wärmeübertragungs-Interfaces die Option für die Strahlungsübertragung zwischen Oberflächen aktiviert ist, steht ein Satz von Operatoren zur Verfügung. Mithilfe dieser Operatoren können die Werte für Wärmeeinstrahlungsvariablen abgerufen und der geometrische Sichtfaktor für eine bestimmte Geometrie berechnet werden.
- Genaue Nachbearbeitung von Strahlungsgrößen
- Neue Nachbearbeitungsvariablen ermöglichen das Plotten von Wärmeeinstrahlungsvariablen an Gaußschen Punkten. Durch das Plotten wird eine unnötige Glättung vermieden, die von punktbasierten Lagrange-Plots hervorgerufen wird. Die Plots können anschließend analysiert werden.
- Wärmeleitung bei einer Wärmequelle auf einer Scheibe
- Geometrie eines parametrisierten Doppelrohr-Wärmetauschers
- Doppelrohr-Wärmetauscher
- Mikrokanal-Kühlkörper
- Anisotrope Wärmeübertragung über Carbonfasergewebe
- Strahlungskühlung bei einer Glasplatte
- Vergleich gemischter diffuser/spiegelnder Strahlung
- Erdwärmegewinnung für Bodenheizung
- Verdampfungskühlung
- Multiphysikalische Kopplungen
Neue multiphysikalische Kopplungen und vordefinierte Multiphysik-Interfaces ersetzen und verbessern die bestehenden Multiphysik-Fähigkeiten des Akustik Modules. Zum Beispiel wird die Kopplung eines akustischen Strömungsgebietes mit einem Festkörpergebiet nun von COMSOL Multiphysics durch das Hinzufügen eines Akustik- und eines Festkörpermechanik-Interfaces erreicht. Die Kopplung wird dann an der Grenze zwischen den beiden Bereiche durch den neuen Multiphysik-Knoten hergestellt. Diese neue Formulierung macht es möglich, die beiden physikalischen Phänomene getrennt zu betrachten und ermöglicht auf diese Weise den Zugriff auf alle Funktionen des Akustik- und des Festkörpermechanik-Interfaces (je nach Lizenz).
Folgende neue Multiphysik-Kopplungen sind in dem Acoustics Module verfügbar:
Akustik-Struktur auf dem Rand für die Kopplung zwischen Druckakustik-Interfaces und Festkörpern einschließlich Festkörpermechanik-, Schalen (innere und äußere)-, Membran- und Mehrkörperdynamik-Interfaces.
Aeroakustik-Struktur auf dem Rand für die Kopplung zwischen Linearisierten Navier-Stokes-Gleichungen, Frequenzbereich-Interface und Festkörpern einschließlich Festkörpermechanik-, Elastische Wellen-, Schalen (innere und äußere)-, Membran- und Mehrkörperdynamik-Interfaces.
- Akustik-Thermoakustik auf dem Rand für Kopplung zwischen Druckakustik-Interfaces und Thermoakustik, Frequenzbereich-Interfaces.
Thermoakustik-Struktur auf dem Rand für die Kopplung zwischen Thermoakustik, Frequenzbereich-Interface und Festkörpern einschließlich Festkörpermechanik-, Schalen (innere und äußere)-, Membran- und Mehrkörperdynamik-Interfaces.
- Akustik-Porös auf dem Rand für die Kopplung zwischen Druckakustik-Interfaces und einem porösen Material mittels Poroelastische (oder Elastische) Wellen-Interface.
- Porös-Struktur auf dem Rand für die Kopplung von Festkörpermechanik und porösen Materialien aus dem Poroelastische Wellen- oder Elastische Wellen-Interface.
- Piezoelektrischer Effekt verbindet ein Festkörpermechanik-Interface mit einem Elektrostatik-Interface für die Modellierung von piezoelektrischen Materialien.
- Hintergrund-Potentialströmung-Kopplung für die Einweg-Kopplung zwischen Kompressible Potentialströmung- und Linearisierte Potentialströmung-Interfaces.
* Diese Interfaces benötigen das Structural Mechanics Module
Screenshot ansehen »
Strahlenakustik: Die Akustik eines kleinen Konzertsaals wird mit der Funktion für die Akustik-Strahlenverfolgung simuliert.
Screenshot ansehen »
Mit dem Strahlenakustik-Interface werden die Bahnen, Phasen- und Intensitätswerte von akustischen Strahlen berechnet. Strahlenakustik gilt für den Hochfrequenzbereich, in welchem die Schallwellenlänge kleiner als die charakteristische geometrische Größe ist. Dieses Interface kann verwendet werden, um die Akustik in Räumen, Konzerthallen, Schulen, Bürogebäuden und Außenbereichen zu modellieren.
Die Eigenschaften des Mediums können sich kontinuierlich in Gebieten oder diskontinuierlich an Rändern ändern. Impedanz und Absorption können von Frequenz, Intensität und Richtung der einfallenden Strahlen abhängen. Am Außenrändern ist es möglich eine Vielzahl von Wandbedingungen zuzuweisen, einschließlich Kombinationen von spiegelnden und diffusen Reflexionen. Transmission und Reflexion können auch an Materialdiskontinuitäten modelliert werden. Darüber hinaus kann dem Medium eine Hintergrundgeschwindigkeit zugewiesen werden.
Screenshot ansehen »
Schalldiffusität: Die Akustik in einem zweistöckigen Einfamilienhaus wird mit der Schalldiffusitätsgleichung analysiert.
- Zusätzliche Fluidmodelle für die Akustik in porösen Medien:
- Zwikker-Kosten
- Attenborough
- Wilson
- Johnson-Champoux-Allard-Lafarge (JCAL), halbempirisches 6-Parameter-Modell
- Johnson-Champoux-Allard-Pride-Lafarge (JCAPL), halbempirisches 8-Parameter-Modell
Screenshot ansehen » - Zusätzliche Fluidmodelle für die Akustik in engen Bereichen:
- Schlitz
- Runde Kanäle
- Rechteckige Kanäle
- Kanäle in Form eines gleichseitigen Dreiecks
- Benutzerdefiniert
Screenshot ansehen » - Neue Randbedingungen für die Thermoakustik:
- Mit der neuen Standard-Wandbedingung können Optionen für Schlupf/Haft und isothermisch/adiabatisch festgelegt werden. Jedes andere Verhalten an Rändern kann modelliert werden, indem die verfügbaren mechanischen und thermischen Bedingungen kombiniert werden. Der Liste der mechanischen Bedingungen wurde die Haftbedingung hinzugefügt.
Screenshot ansehen »
Die neuen Linearisierte Navier-Stokes-Gleichungen, Frequenzbereich- und Liniarisierte Navier-Stokes-Gleichungen, Zeitabhängig-Interfaces sind unter dem Aeroakustik-Zweig zu finden. Die beiden Interfaces werden verwendet, um die akustischen Druckschwankungen, die Geschwindigkeit und die Temperatur in Anwesenheit einer stationären isothermen oder nicht-isothermen Hintergrundströmung zu berechnen.
Diese Interfaces eignen sich für aeroakustischen Simulationen, die durch die linearisierten Navier-Stokes-Gleichungen beschrieben werden können. Durch die Kopplung des Frequenzbereich-Interfaces mit den Strukturen (Festkörpermechanik-Interface) und unter Verwendung der neuen „Aeroakustik-Struktur auf dem Rand“- Multiphysikknoten, wird die detaillierte Schwingungsanalyse von Strukturen in Gegenwart eines Fluides (Fluid-Struktur-Wechselwirkungen im Frequenzbereich) ermöglicht.
Die Interfaces, die mit den linearisierten Navier-Stokes-Gleichungen arbeiten, werden für Fluidschall verwendet, einschließlich der Fluid-Struktur-Wechselwirkung im Frequenzbereich.
Folgende Randbedingungen sind verfügbar:
- Wand
- Innere Wand und innere Impedanz
- Mechanische Bedingungen: Haftbedingung, Gleitbedingung, Spannung, Impedanz, usw.
- Thermische Bedingungen: Isotherm, adiabatisch, Wärmefluss, usw.
- Gebietswärmequelle
- Diskreter Federungsdämpfer
- Mit der neuen Feder-Dämpfer-Funktion können zwei Punkte mit einer Sprungfeder oder einem viskosen Dämpfer oder mit beiden Elementen verbunden werden. Die beiden Punkte können zu einem starren Bereich oder einem Anschluss gehören. Einer der Punkte kann auch am Boden befestigt sein. Die aktuelle Lage der beiden Punkte bestimmt die Richtung, in der die Kraft wirkt.
- Elastizität in Gelenke
- Ein Gelenk mit einem beschränkten Freiheitsgrad kann nun zu folgenden Zwecken als elastisch definiert werden:
- Berücksichtigung der Steifigkeit eines Gelenkes, z. B. einer Buchse
- Beseitigung von unnötigen Bedingungen in Modellen mit geschlossenen Verbindungskreisen
- Erstellung von neuen Gelenktypen, indem der Freiheitsgrad als elastisch und ohne Steifigkeit festgelegt wird. Der Freiheitsgrad eines vorhandenen Verbindungsstücks kann so aufgehoben werden.
- Basisbewegung
- Mit der neuen Basisbewegung-Funktion können der Quellseite eines Gelenkes Vorgabewerte für Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung zugewiesen werden. Die Basisbewegung wird in einer separaten globalen Funktion festgelegt, und die einzelnen Gelenke können auf die Basisbewegung verweisen.
- Verbinden von Schalen und Balken
- Mit dem Mehrkörperdynamik-Interface können Sie Teile, die mit dem Schale-Interface modelliert wurden, mithilfe von Gelenken verbinden.
- Anzeige der Anzahl der Freiheitsgrade von starren Körpern
- Im Mehrkörperdynamik-Interface wird nun die Anzahl der Freiheitsgrade und Bedingungen angegeben, die von starren Körpern und Gelenken stammen. Anhand dieser Informationen können Sie ermitteln, ob die für eine Struktur definierten Bedingungen ausreichen oder ob unnötige Bedingungen vorhanden sind.
Screenshot ansehen » - Transienteninitialisierung
- Ein neuer Tool-Satz für die Steuerung der Transienteninitialisierung steht zur Verfügung.
- Neue Multiphysik Möglichkeiten
- Es ist nun möglich, ein Mehrkörperdynamik-Interface mit einem Wärmetransport in Feststoffen- oder Druckakustik-Interface durch Kopplungen im Multiphysik Knoten zu verbinden.
- Neue Modelle
- Mechanik eines Golfschlag-Schwungs
- Biomechanisches Modell eines Menschen in einer Sitzhaltung
- Autokran
- Optimierung eines Kran-Gelenkmechanismus
- Gang-Instabilität einer Waschmaschine
- Vibrationen in einer Waschmaschine
- Modellierung gyroskopischer Effekte
Autokran: Dieses Modell eines Krans umfasst 14 starre Körper und 17 verschiedene Gelenke. Ein Lastzyklus wird simuliert und die Kräfte in Zylindern und Achsen werden analysiert.
Optimierung eines Kran-Gelenkmechanismus: Die Geometrie eines Gelenks des Autokranmodells wird optimiert. Drei Achsen können sich unabhängig voneinander bewegen, sodass die zum Tragen der Last erforderliche Zylinderkraft in verschiedenen Kranauslegerpositionen minimiert wird.
- Neuer Ermüdungsstudientyp
- Ein neuer Ermüdungsstudientyp mit folgenden Vorteilen wurde hinzugefügt:
- Aus den zugrunde liegenden parametrischen oder zeitabhängigen Analysen kann ein Lastzyklus ausgewählt werden. Es ist nicht mehr erforderlich, zusätzlich eine weitere Studie für einen einzelnen Zyklus zu erstellen.
- Zur Berechnung einer Ermüdungsstudie wird kein weiteres Physikinterface verwendet.
Screenshot ansehen » - Ermüdungsmodelle, die auf Spannung basieren
- Eine neue Familie von Ermüdungsmodellen mit der Bezeichnung „Stress-Life“ wurde hinzugefügt. Mit diesen Modellen wird die Anzahl an Zyklen berechnet, die durchlaufen werden können, bis abhängig von der Spannung der Ermüdungszustand erreicht ist. Drei Ermüdungsmodelle stehen zur Verfügung:
- Wöhlerkurve
- Basquin
- Wöhler-Näherungskurve
Bild ansehen » - Ermüdungsmodelle, die auf Dehnung basieren
- Eine neue Familie von Ermüdungsmodellen mit der Bezeichnung Spannung-Lebensdauer wurde hinzugefügt. Mit diesen Modellen wird die Anzahl an Zyklen berechnet, die durchlaufen werden können, bis abhängig von der Dehnung der Ermüdungszustand erreicht ist. Drei Ermüdungsmodelle stehen zur Verfügung:
- E-N-Kurve
- Coffin-Manson (war bereits ab Version 4.4 verfügbar, wurde jedoch in diese Modellfamilie aufgenommen)
- Kombination aus Basquin und Coffin-Manson
- Verteilungsvariablen in 3D
- Das Längenverhältnis für die Höhenoption Matrixhistogramm wurde an die anderen Größen angepasst. Diese Option wird bei der Festlegung der Verteilungsvariablen bei kumulativen Schadensanalysen, berechneten Spannungszyklen und bei der relativen Ermüdungsausnutzung verwendet, um Ergebnisse in 3D zu visualisieren.
Ermüdungsversagen bei einem Brillengestell: Das Kriterium „Kombination aus Basquin und Coffin-Manson“ setzt die Dehnungsamplitude mit der Ermüdungslebensdauer im Dauerfestigkeitsbereich und im Kurzzeitfestigkeitsbereich miteinander in Beziehung. Die Anwendung dieses Ermüdungskriteriums wird am Modell einer Brille, die einer Beanspruchung durch Verbiegen ausgesetzt ist, demonstriert. Dargestellt werden die erste Hauptdehnung und die dritte Hauptdehnung. Es ist zu erkennen, dass die Brille im dünnen Bereich des Nasenbügels brechen wird.
Ermüdungslebensdauer-Modell auf Basis der Spannung: Ermüdungslebensdauer der Pleuelstange eines Motors. Mit dem Multibody Dynamics Module wird ein Lastzyklus mithilfe des Basquin-Modells untersucht.
Ermüdungsstudie: Ermüdungsversagen einer viskoplastischen Lötverbindung. Es werden mehrere Zyklen simuliert, bis ein stationärer Lastzyklus erreicht wird. Bei einer Ermüdungsstudie wird der stabile Lastzyklus direkt verarbeitet, ohne den letzten Zyklus in einer separaten Analyse neu zu berechnen.
Verteilungsvariablen in 3D: Spannungsverteilung an der kritischen Stelle eines Chassis. Ein Matrixhistogramm zeigt die Anzahl der Zyklen an, die bei einer bestimmten Mittelspannung und einer bestimmten Spannungsamplitude aufgetreten sind.
- Effiziente Vernetzung und Berechnung von CAD-Baugruppen
- Ein neuer Solveralgorithmus ermöglicht eine äußerst schnelle Vernetzung und Berechnung von CAD-Baugruppen, bei denen hängende Knoten zulässig und Näherungsantworten ausreichend sind.
- Geometrisch nichtlineare Balken
- Balken dürfen nun große Deformationen aufweisen: Große Verdrehungen und kleine Dehnungen.
Bild ansehen » - Feder- und Dämpfer-Matrizen
- Die Federbasis und Dünne elastische Schicht Funktionen wurden allgemeiner gefasst, sodass der Verlauf der Federkraft abhängig von der Verschiebung oder der Dämpfungskraft abhängig von der Geschwindigkeit in Matrixform anstatt pro Komponente eingegeben werden kann.
- Hygroskopische Quellung
- Die hygroskopische Quellung kann nun mit den Festkörpermechanik, Balken und Fachwerk Interfaces modelliert werden.
- Kopplungen zwischen Schalen und Balken
- Schalen und Balken können nun gekoppelt werden, und die folgenden Optionen stehen zur Verfügung: Gemeinsame Kante, Parallele Kanten, Kopplung von Punkt auf Balken mit Schalenkante, Kopplung von Punkt auf Balken mit Schalenrand.
- Neues Interface für piezoelektrische Bauteile
- Das Piezoelektrische Bauteile-Interface wurde durch den neuen Multiphysik-Knoten Piezoelektrischer Effekt ersetzt, der das Festkörpermechanik-Interface mit dem Elektrostatik-Interface verbindet (siehe auch MEMS Module).
- Verbesserungen beim Membran-Interface
- Beim Membranmodell können nun orthotrope, anisotrope und hyperelastische Materialien verwendet werden (erfordert das Nonlinear Structural Materials Module).
- Fluid-Struktur-Wechselwirkung (FSI) für feste Geometrie
- Nun kann die Fluid-Struktur-Wechselwirkung mit fester Geometrie gekoppelt werden. Diese vereinfachte FSI-Kopplung bezieht kein deformiertes Netz für das Fluid ein und kann auf strukturelle Deformationen angewendet werden, die so klein sind, dass sie sich nicht auf die Geometrie des Fluidbereichs auswirken. Mit der Kopplung werden zwei Effekte berücksichtigt:
- Die Kraft, die vom Fluid auf den Festkörper ausgeübt wird, d. h. Druck und viskose Kraft
- Die strukturelle Verwirbelung als Randbedingung für das Fluid
- Punktmasse im Schale- und im Platte-Interface
- Den Interfaces Schale und Platte wurde ein Punktmasseknoten hinzugefügt und es kann auch ein Massenträgheitstensor eingegeben werden.
- Mehrere Verbesserungen bei Schalen und Balken
- Schalen und Balken können mit Mehrkörperdynamik-Modellen verbunden werden. Neue Diagrammtypen zeigen deutlich die Dicke und die Orientierung von Schalen und Balken.
- Neue Modelle:
- Cohesive Zone Modeling of Mixed-Mode Debonding.
Bild ansehen » - Instability of a Space Arc Frame.
Bild ansehen » - Connecting Shells and Solids.
Bild ansehen » - Bracket tutorial models.
Bild ansehen »
Verbindung von Schalen und Balken: Ein neues Modell, das die neue Balken-Schale-Verbindungsfunktion illustriert. In diesem Übungs- und Verifikationsmodell wird gezeigt, wie man Balken und Schale in verschiedenen Situationen verbindet. Die Ergebnisse sind dann mit einem Festkörpermodell, das dieselbe Geometrie beinhaltet, verglichen.
Verschiedene Verbesserungen bei Schalen und Balken: Ein vereinfachtes dynamisches Mehrkörpermodell einer kompakten Frontlader-Waschmaschine. Eine Eigenfrequenzanalyse wird durchgeführt, um die Eigenfrequenzen bzw. -moden des gesamten Geräts zu bestimmen. Transiente Analysen erlauben die Bestimmung der während der Rotation induzierten Vibrationen im Gehäuse, welches als flexible Schale modelliert wird.
- Nichtlineare elastische Materialien
- Es stehen nun mehrere nichtlineare elastische Materialien für kleine Dehnungen zur Verfügung:
- Ramberg-Osgood
- Potenzgesetz
- Daten für einachsige Elemente
- Bilinear elastisch
- Benutzerdefiniert
- Hyperelastische Membranen
- Auf Membrane kann nun ein Modell für hyperelastische Materialien angewendet werden.
- Neues Modell: Aufblasen eines sphärischen Luftballons - Membran Version
- Diese Version des Luftballon-Aufblasmodells demonstriert, wie das Membran-Interface benutzt werden kann, um hyperelastische Strukturen zu modellieren.
Bild ansehen »
Einstellungsfenster für das Potenzgesetz-Modell.
Einstellungsfenster für das Ramberg-Osgood-Modell.
- Nichtlineare elastische Materialien
- Es stehen nun mehrere nichtlineare elastische Materialien für kleine Dehnungen zur Verfügung:
- Ramberg-Osgood
- Hyperbolisch
- Hardin-Drnevich
- Duncan-Chang
- Duncan-Selig
- Benutzerdefiniert
Einstellungsfenster für das Hyperbelgesetz-Modell.
Einstellungsfenster für das Hardin-Drnevich-Modell.
Strömungsmechanik
- Algebraische Turbulenzmodelle: yPlus (algebraisch) und L-VEL
- Die neuen algebraischen Turbulenzmodelle yPlus und L-VEL bieten eine verbesserte Viskositätsfunktion und sind für innere Strömungen, z. B. in elektronischen Kühlungsanwendungen, geeignet. Die algebraischen Turbulenzmodelle sind weniger rechenintensiv und stabiler, jedoch im Allgemeinen weniger genau als Transportgleichungsmodelle wie das k−ε Modell oder das Spalart-Allmaras-Modell. Die neuen Turbulenzmodelle stehen im Interface „Einphasen-Strömung“ und in den schwach gekoppelten Multiphysik-Interfaces „Nicht-isotherme Strömung“ und „Konjugierter Wärmetransport“ zur Verfügung.
Bild ansehen » - Neue Einlass-Randbedingungen für Fluidströmungen
- Die Einlass-Randbedingungen wurden weiterentwickelt, um die Massenerhaltung und Stabilität zu verbessern und das Anwendungsspektrum zu erweitern. Das neue Einlass Feature hat nur eine Druckangabe, welche für die Normalspannung früherer Versionen steht. Das Einstellungsfenster für die neue Druckangabe ist unten dargestellt. Zusätzlich zum Editierfeld für den Druck, p0, gibt es ein Markierungsfeld zur Unterdrückung einer Rückströmung. Diese Option reduziert die Neigung des Fluids, das Gebiet am Einlass zu verlassen, verhindert dies aber nicht komplett. Wenn Rückströmung am Einlass stattfindet, erhöht diese Option lokal den vorgegebenen Druck. Strömungsumkehrung kann zu Konvergenzproblemen und nicht-physikalischen Lösungen führen. Deswegen ist die Unterdrückung der Rückströmung eine Standardeinstellung. Die Strömungsrichtung am Einlass kann als „Normaler Fluss“ oder „Benutzerdefiniert“ gewählt werden.
Screenshot ansehen » - Verbesserte Stabilität und Konvergenzeigenschaften für Turbulenztransport Gleichungen
- Alle Transportgleichung Turbulenzmodelle wurden überarbeitet und zeigen nun im Vergleich zur vorherigen Version schnellere Konvergenz und eine verbesserte Stabilität. Die Hauptverbesserungen betreffen die Regulierungen und die Einstellungen von Stabilitätsparametern. Für Modelle mit geringer Auflösung sind die Ergebnisse in der neuen Version schärfer aufgrund der geringeren Diffusion in den konsistenten Stabilisierungsmechanismen.
- Pseudo-Zeitschrittverfahren für Mischmodelle und Blasenströmungen
- Die Interfaces Blasenströmung und Mischungsmodell unterstützen nun das Pseudo-Zeitschrittverfahren, das die Berechnung von stationären Modellen wesentlich vereinfacht.
- SST-Turbulenzmodell für reaktive Strömungen
- Das SST-Turbulenzmodell steht nun im Interface „Reacting Flow“ zur Verfügung. SST ist ein Modell für kleine Reynoldszahlen, welches Modelle mit einer hohen Schmidtzahl unterstützt. Das Modell für hohe Schmidtzahlen kann in den Interface Einstellungen gewählt werden.
Screenshot ansehen »
Turbulente Strömung: Simulation einer turbulenten Strömung in einem Rohrleitungssystem. Die Ergebnisdarstellung zeigt eine Separationszone nach der Biegung, Wirbel im Auslassbereich und einen Druckabfall entlang des Rohrs.
Erweiterte Funktionen für Lüfter, Innenlüfter und Gitter: Bei diesen Funktionen wird nun die Turbulenz berücksichtigt. Zusätzlich wurde die Funktion für Innenlüfter um die Kopplungsfunktion „Nonisothermal Flow“ erweitert.
Die Randbedingungen Lüfter, internes Gebläse und Gitter sind nun auch für turbulente Strömung verfügbar. Für die unterstützten Transportgleichungs-Turbulenzmodelle, k−ϵ, k−ω, SST und Niedrige Reynoldszahl k−ϵ, beinhaltet die Lüfter GUI der neuen Version einen Abschnitt zur Festlegung von k0, ϵ0 or ω0 an der Ausblasseite des Lüfters.
Es ist nun möglich die Flussrichtung am Einlass für Lüfter und Gitter mit der Option „Normaler Fluss“ (Standardeinstellung) und „Benutzerdefiniert“ festzulegen. Das Bild unten zeigt das Fenster für die Lüfter Einstellungen für die beiden Optionen. Beide Features unterdrücken die Rückströmung am Einlass durch Erhöhung des anliegenden Drucks. Strömungsumkehrung am Einlass kann zu Konvergenzproblemen und nicht-physikalischen Lösungen führen.
Die Lüfter- und Gitter-Feature sind nun verfügbar für Einphasenströmung, nicht-isotherme Strömung, konjugiertem Wärmetransport, Reaktive Strömung und Fluid-Struktur-Wechselwirkung, feste Geometrie (benötigt das Structural Mechanics Module oder das MEMS Module) Interfaces.
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Bild ansehen »
Runder Düsenbrenner: Simulation einer turbulenten Verbrennung in einem runden Düsenbrenner. Die Ergebnisdarstellung zeigt die Temperatur und den CO2-Masseanteil im reagierenden Strahl.
- Motoren/Generatoren, zweiphasige Strömungen
- Das Mixer Module unterstützt nun die Analyse von zweiphasigen Strömungen in rotierenden Maschinen. Die neuen Interfaces „Rotating Machinery“ und „Mixture Model“ vereinen die Funktionen für Motoren/Generatoren und das Mischmodell für zweiphasige Strömungen. In den Modellassistenten wurden unter dem neuen Zweig „Rotating Machinery, Multiphase Flow“ zwei neue Interfaces integriert, eines für laminare Strömungen und eines für turbulente Strömungen (verwendet das k−ε Turbulenzmodell).
Diese neue Anwendung in der Anwendungsbibliothek ermöglicht Ihnen, ein Mischgefäß zu simulieren und das Impellerdrehmoment und die erforderliche Leistung zu ermitteln. Bei der Simulation werden geometrische Parameter, die Anzahl der Impeller und der Impellertyp und die Betriebsbedingungen variiert.
- Verbessertes Interface „Zwei-Phasen-Strömung, Bewegtes Netz“
- Beim „Navier-Gleitbedingung“-, „Externe Freie Oberfläche“-, „Fluid-Fluid Grenzfläche“-Feature und bei den Wandkontaktfunktionen können nun gekrümmte Ränder berücksichtigt werden.
- Am Interface „Gleitströmung“ wurden mehrere Verbesserungen vorgenommen:
- Die Eigenschaften „Symmetrie“, „Strömung und Symmetrie“ und „Wärme“ wurden in der Funktion „Symmetrie“ zusammengeführt.
- Die Eigenschaften „Strömungskontinuität“ und „Wärmekontinuität“ wurden in der Funktion „Kontinuität“ zusammengeführt.
- Periodische Strömungsbedingungen und periodische Wärmebedingungen wurden in der Funktion „Periodische Bedingung“ zusammengeführt.
- Die Funktion „Offener Rand“ enthält nun Einstellungen für Wärmeübertragung und Fluidströmung.
- Rekonstruktion der Teilchendichte
- Für axialsymmetrische Begrenzungen kann nun die Teilchendichte rekonstruiert werden.
- Neues Übungsmodell: Ladungsaustauschzelle
- Ein Anwendungsgebiet für Gaszellen sind Instrumente für wissenschaftliche Zwecke. Sie werden in Hochdruckbereichen im Instrumenten-Hauptvakuumsystem eingesetzt. In diesem Beispiel hat der Hochdruckbereich eine Länge von 100 mm. In der Kollisionszelle herrscht ein Betriebsdruck von 1e-3 Torr, und im Hauptvakuumsystem beträgt der Druck 1e-5 Torr. Typische Anwendungen der Massenspektrometrie sind die Entfernung von massenspektralen Interferenzen bei der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICPMS) oder die Modellierung von Ionenmolekülreaktionen in Kollisionszellen oder die Fragmentierung bei der Tandem-Massenspektrometrie (MS-MS). Für dieses Modell ist das Particle Tracing Module erforderlich.
Ladungsaustauschzelle: Ein Hochdruckbereich im Instrumenten-Hauptvakuumsystem wird mithilfe einer Gaszelle definiert. Typische Anwendungen der Massenspektrometrie sind die Entfernung von massenspektralen Interferenzen bei der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICPMS) oder die Modellierung von Ionenmolekülreaktionen in Kollisionszellen oder die Fragmentierung bei der Tandem-Massenspektrometrie (MS-MS).
- Anschlussfunktion für Rohrströmung
- Das 3D laminare Strömung Interface kann nun an das 1D Rohrströmung Interface über die Anschlussfunktion gekoppelt werden.
Screenshot ansehen » - Druckarbeit in nicht-isothermer Rohrströmung
- Das Interface für nicht-isotherme Rohrströmung hat nun einen optionalen Term für Druckarbeit, der aktiviert werden kann, wenn ein erheblicher Druckabfall zu erwarten und das Fluid kompressible ist. Der Term wird dann der Wärmetransportgleichung hinzugefügt.
Screenshot ansehen »
Boden-Wärmerückgewinnung: Boden-Wärmerückgewinnung ist eine energieeffiziente Methode um Häuser über Wärmekollektoren im Untergrund mit Wärme zu versorgen. Dieses Modell vergleicht verschiedene Kollektorwege eingebettet im Untergrund mit typischen thermischen Eigenschaften der obersten Bodenschicht im Garten.
- Spalten
- Die neue Spaltenströmung-Funktionalität modelliert Wärmetransport in Spalten als ein dünnes, poröses Medium. Mit diesem Feature muss die Dicke der Spalte nicht in der Geometrie dargestellt werden. Dadurch ergibt sich ein kompaktes Modell für eine kosteneffiziente Modellierung. Diese Spalten-Funktionalität bietet Einstellungen für die Festlegung der flüssigen und festen Bestandteile, sowie der Fließeigenschaften. Die Strömung kann durch ein Strömungsinterface definiert werden, wie beispielsweise durch das Spaltenströmungs-Interface. Dieses Feature verwendet die neue Core-Technologie für die Modellierung zusätzlicher Dimensionen.
- Transport verdünnter Spezies in porösen Medien
- Das Transport verdünnter Spezies in porösen Medien Interface ist ein neuer Einstieg des Modell-Assistenten unter chemischen Spezies Transport, mit einem Standard Feature für die Transporteigenschaften in porösen Medien. Es ersetzt und vereinheitlicht das alte Stoff- und Spezies Transport in porösen Medien Interface. Das Transport verdünnter Spezies in porösen Medien Interface enthält auch numerische Stabilisierungsmethoden für die Berechnung poröser Medien. Diese sorgen für glatte Konzentrationsfelder selbst in den Fällen, in denen einige Regionen nicht fein genug diskretisiert sind. Das Interface enthält ebenfalls eine Speziesquellen-Funktionalität für Quellen (oder Senken) von chemischen Stoffen in porösen Medien.
- Funktionalität für teilgesättigte, poröse Medien
- Die Funktionalität für teilgesättigte, poröse Medien im Transport verdünnter Spezies Interface ermöglicht die Modellierung der Konvektion, Diffusion, Adsorption, Dispersion und Verflüchtigung in teilgesättigten porösen Gebieten. Darüber hinaus bietet eine neue Funktionalität für Transporteigenschaften in porösen Medien im Transport verdünnter Spezies Interface Zugang zu den gleichen Funktionalitäten. Es enthält ebenfalls Speziesquellen-Funktionalität für Quellen (oder Senken) von chemischen Stoffen in poröse Gebiete.
- Massenbasierte Konzentrationen
- Im Interface für den Transport verdünnter Medien ermöglicht es Ihnen die Funktionalität für massenbasierte Konzentrationen, das Lösungsmittel über die Dichte oder die molare Masse je Spezies anzugeben.
- Danckwerts Einströmbedingung
- Eine neue Option der Danckwerts Einströmung ist verfügbar im Transport verdünnter Medien und Nernst-Planck Interface.
Chemie
- Reaktives Pelletbett-Interface
- Dieses neue Feature erleichtert die Modellierung von Festbettreaktoren. Es berechnet Transport und Reaktionsgleichungen innerhalb der Pellets und arbeitet mit zusätzlichen Dimensionen. Die zusätzliche Dimension ist auf 1D eingestellt. Die Durchschnittswerte für die Konzentration in einem Pellet stehen im Postprozessing zur Verfügung.
- Neues Modell: Ein Multiskalen-3D-Festbettreaktor. Der Festbettreaktor ist einer der am häufigsten in der chemischen Industrie eingesetzten Reaktortypen und wird sowohl für die Synthese als auch die Abwasseraufbereitung und katalytische Verbrennung eingesetzt. Mit diesem Modell wird die Konzentrationsverteilung im Reaktorgas, das um die Pellets herum strömt, analysiert (Makromaßstab). Weiterhin wird die Konzentrationsverteilung in jedem porösen katalytischen Pellet mithilfe einer Extradimension modelliert (Mikromaßstab).
- Chemie-Interface
- Ein neues Chemie-Interface enthält, ähnlich wie in der Materialbibliothek, eine Bibliothek mit thermodynamischen und kinetischen Eigenschaften für ein gegebenes chemisches Reaktionssystem.
Screenshot ansehen » - Verbessertes Reaktionstechnik-Interface
- Das Reaktionstechnik -Interface ist nun noch bedienungsfreundlicher und bietet fünf neue Features: Anfangswerte, reversible Reaktionsgruppe, Gleichgewichtsreaktionsgruppe, Speziesgruppe und zusätzliche Quellen.
- Weiterhin stehen mehrere neue Subfeatures zur Verfügung: Reaktions-Thermodynamik für die Reaktionsgruppen-Features (reversibel und Gleichgewicht) und zwei Subfeatures für die Speziesgruppen-Features (Aktivität und Thermodynamik der Spezies). Es werden außerdem drei weitere physikalische Eigenschaften berücksichtigt: Energiebilanz, Gleichgewichtspezies-Vektor und Standardzustand der globalen Aktivität.
- Kontinuierliche ideale Rührkessel (CSTR) können nun mehrere Ein- und Auslässe aufweisen. Hierzu muss die Massenbilanz von „Konstante Masse“ auf „Generisch“ geändert werden. Die Zulaufströme der einzelnen Spezies werden addiert (früher war im Reaktionstechnik -Interface nur ein Zulaufstrom für jede Spezies zulässig).
- Das Reaktions-Feature kann sowohl volumetrisch als auch oberflächenbasiert sein (in älteren Versionen waren dies separate Features).
- Für Oberflächenspezies ist die Berechnung der Oberflächenreaktionen verbessert. Hier wird die Reaktionsgeschwindigkeit anstelle der Massebilanz im Volumen verwendet. In ortsabhängigen Modellen gibt die Speziesproduktion somit die korrekte Zustrom-Bedingung an.
- Wenn eine Oberflächenreaktion stattfindet, wird der Wärmefluss in die Energiebilanz mit einbezogen.
- Beim Massenwirkungsgesetz wurde zur Ermittlung der Reaktionsgeschwindigkeit die Eigenschaft Konzentration (mol/m3) durch Aktivität ersetzt.
- Das ortsabhängige Modell, das mit dem „Ortsabhängiges Modell erzeugen“-Feature erzeugt wurde, ist nicht mit dem Reaktionstechnik -Interface rückgekoppelt.
Screenshot ansehen » - Transport verdünnter Spezies in porösen Medien-Interface
- Im Modell-Assistenten unter „Chemischer Stofftransport“ steht das neue Interface „Transport verdünnter Spezies in porösen Medien“ zur Verfügung. Die Gebietsbedingung „Poröse Medien Transporteigenschaften“ ist hier voreingestellt. Dieses Interface vereinigt und ersetzt die Interfaces „Transport gelöster Stoffe“ und „Speziestransport in porösen Medien“. Das Interface „Transport verdünnter Spezies in porösen Medien“ bietet darüber hinaus numerische Stabilisierungsmethoden für poröse Medien. Diese Methoden liefern gleichmäßige Konzentrationsfelder, auch für numerisch unzureichend aufgelöste Abschnitte eines Bereichs. Das Interface verfügt auch über ein Speziesquellen-Feature, mit der Quellen (oder Senken) von chemischen Spezies in porösen Gebieten berücksichtig werden.
Screenshot ansehen » - Teilgesättigte poröse Medien-Feature
- Das „Teilgesättigte poröse Medien“-Feature im Transport verdünnter Spezies-Interface ermöglicht die Modellierung von Konvektion, Diffusion, Absorption, Dispersion und Verdampfung in teilgesättigten porösen Gebieten. Auf diese Optionen kann auch über das neue Feature „Poröse Medien Transporteigenschaften“ des „Transport verdünnter Spezies“-Interfaces zugegriffen werden. Das Interface verfügt auch über die Speziesquellen-Funktion, mit der Quellen (oder Senken) von chemischen Spezies in porösen Gebieten berücksichtig werden.
Screenshot ansehen » - Massebasierte Konzentrationen
- Das Feature „Massebasierte Konzentrationen“ im Interface „Transport verdünnter Spezies“ ermöglicht Ihnen, die Lösungsmitteldichte und die molare Masse der Spezies festzulegen.
Screenshot ansehen » - Gleichgewichtsreaktion
- Die Interfaces „Transport verdünnter Spezies“, „Reaktive Strömung in porösen Medien verdünnte Spezies“ und „Nernst-Planck“ verfügen über den neuen Gebietsknoten „Gleichgewichtsreaktion“.
Screenshot ansehen » - Danckwerts-Zuflussbedingung
- Eine neue Option für Danckwerts-Zufluss ist im „Transport verdünnter Spezies“ und im „Nernst-Planck“-Interface im Feature „Einströmender Fluss“ verfügbar.
Screenshot ansehen »
Ein Multiskalen-3D-Festbettreaktor: Neues Modell, das das neue Reaktives Pelletbett-Interface illustriert.
Neutralisierung von Chlor in einem Gaswäscher: Neues Modell, das das neue Feature „Gleichgewichtsreaktion“ demonstriert.
Interface „Reaktives Pelletbett“: Ein neues Interface, das die Multiskalen-Simulation von reaktiven katalytischen Pellets in einem Festbett ermöglicht. Es kann sowohl die Konzentration im Mikromaßstab in jedem Pellet als auch die Konzentration im Makromaßstab im Festbett berücksichtigt werden.
** Gleichgewichtsreaktion-Feature:** Bei vielen industriellen Prozessen fallen Reste von toxischen gelösten Metallionen an. Metallionen werden in der Regel durch Komplexbildung aus Wasser entfernt. Dieses Modellbeispiel zeigt einen Reinigungsreaktor, in dem Silberionen zur Entfernung in einen Silberdiamin-Komplex umgewandelt werden. In einem Rohrreaktor wird Ammoniak über eine Membran hinzugefügt, um Silberionen aus einem Wasserstrom zu entfernen.
- Verbesserte Implementierung von porösen Elektroden
Die neue Funktionalität für zusätzliche Dimensionen wird nun für die Implementierung von porösen Elektroden verwendet. Dies gilt für die Lithiumionen-Batterie- und Batterie mit binärem Elektrolyt-Interfaces sowie für die Knoten für „Poröse Elektrode“ und „Zusätzliches Interkalationsmaterial“. Es ist nun möglich, radiale und konzentrationsabhängige Diffusionskoeffizienten für Feststoffe zu verwenden. Sie können in der grafischen Benutzeroberfläche den Parameter Ds als Ds(xspce1, liion.cspce1) definieren, wobei Ds(arg1, arg2) eine vom Benutzer unter „Definitionen“ hinzugefügte Funktion ist. Dabei dienen die Partikelposition und die lokale Konzentration als Argumente.
- Aktualisierte Lithiumionen-Batterie-Modelle und Materialbibliothek
- Bei allen Batterietypen mit nicht isothermen Eigenschaften wurden die Materialien aktualisiert. Neue Materialien für positive und negative Elektroden von Lithiumionen-Batterien wurden hinzugefügt. Nun stehen sowohl flüssige als auch Polymer-Elektrolyte zur Verfügung.
** Lithium-Ionenbatterie Impedanz:** Dieses neue Modell verwendet das Lithium-Ionenbatterie-Interface und das Optimierungs-Interface (Optimization Module) um die Impedanzspektren von Lithium-Ionenbatterien zu simulieren und zu analysieren.
- Neues Modell: Mikroverbinder-Vertiefung in 3D
- Dieses neue Modell koppelt Konvektion-Diffusion und elektrolytische Abscheidung mit einer deformierten Geometrie in 3D.
Mikroverbinder-Vertiefung in 3D: Diese neuen Modell-Funktionalitäten koppeln Konvektion-Diffusion und elektrolytischer Abscheidung in einer deformierenden Geometrie in 3D.
- Rand ohne Ablagerung/Korrosion
- In den Elektrolytische Abscheidung- und Korrosion-Interfaces stehen die neuen voreingestellten Features „Rand ohne Ablagerung/Korrosion“ zur Verfügung. Mit diesen Features werden sich nicht verformende Ränder (in Normalenrichtung) definiert. Das Feature ermöglicht eine einheitliche Handhabung von Punkt-/Kantenbedingungen zwischen sich verformenden Elektroden und sich nicht verformenden Rändern mit beliebiger Geometrie. Die Funktion ist auch im Electrodeposition Module enthalten.
- Neues Modell: CO2-Korrosion
- Dieses neue Modell enthält das Transport of Diluted Species-Interface und vier Gleichgewichtsreaktions-Funktionen. Sieben in einer wässrigen Lösung gelöste Stoffe werden in der Grenzschicht nahe einer Stahloberfläche modelliert.
- Neue Methode zur Beschreibung der Stromverteilung an Umrandungen mittels BEM-Interface:
Mit dem Interface „Boundary Element Method“ (BEM) wird die Laplace-Gleichung für Elektroden-Umrandungen gelöst. Die Elektroden werden aus einem Satz von Röhren nachgebildet, die als Umrandungen definiert werden, wobei für jede Umrandung der Parameter „Radius“ festgelegt wird. Das BEM-Interface für Umrandungen kann auf 3D-Komponenten angewendet werden. Bei komplexen Geometrien, die als Satz von Röhren angenähert werden können, kann das BEM-Interface die Vernetzungs- und Rechenzeit sowie die Speicherbelegung erheblich verringern. Dieses Interface eignet sich beispielsweise gut für die Modellierung von Stahlstrukturen, die in Meerwasser eingetaucht sind (siehe Abbildung). Das Interface ist auch in folgenden Modulen verfügbar: Batteries & Fuel Cells, Electrodeposition und Electrochemistry.
CO2-Korrosion: Dieses neue Modell wird mit dem Transport verdünnter Spezies- Interface und vier „Gleichgewichtsreaktion“-Features berechnet. Sieben in einer wässrigen Lösung gelöste Stoffe werden in der Randschicht nahe einer Stahloberfläche modelliert.
- „Gegenelektrode“- Feature für das Elektroanalyse-Interface
Dieses neue Interface modelliert die Gesamtladungsbilanz einer Zelle und steht in allen Elektrochemie-Produkten zur Verfügung. Das aktualisierte Glukose-Sensor-Übungsmodell demonstriert das neue Interface. Das Feature ist auch in folgenden Modulen verfügbar: Batteries & Fuel Cells, Electrodeposition und Corrosion.
Gegenelektrode-Feature: Dieses Feature sorgt durch eine automatische Anpassung des Elektrodenpotentials für den Gesamtladungsausgleich der Zelle, sodass das Integral aller Elektrodenströme in der Zelle Null wird.
Modulübergreifend
- Multianalyse-Optimierung
- Neue Tools ermöglichen die Erstellung von Studienreferenzen und mit der Kombination von Optimierungsstudien kann eine Multianalyse-Optimierung durchgeführt werden.
- Unterstützen von Beenden und Fortfahren
- Nach dem Anhalten eines Optimierungsprozesses ist es jetzt möglich, den Prozess fortzusetzen.
- Neuer Parameterschätzung-Studienschritt
- Der neue Studienschritt Parameterschätzung vereinfacht die grundlegende Parameterschätzung und Zielanpassung.
- Verbesserte und neue Optimierungsmethoden
- Eine neue gradientenfreie Methode, Constraint Optimization by Linear Approximation (COBYLA), ist verfügbar, sowie verbesserte Optimierungslöser. Dies ist ein iteratives Verfahren für die Optimierungen gradientenfreier Nebenbedingungen. Jede Iteration bildet eine lineare Näherung der Zielfunktion und Nebenbedingungen durch die Interpolationen in den Vertices eines Simplex und eine Trust-Region-Schranke schränkt jede Änderungen der Variablen ein.
Multianalyse-Optimierung: Simulation einer Halterung, mit der schwere Komponenten an einem vibrierenden Unterbau montiert werden. Die Ergebnisdarstellung zeigt die Spannungen im Stahl, nachdem die Bohrungsradien und die Einrücktiefe zur Gewichtsreduzierung optimiert wurden.
- Akkumulatoren
- Die Akkumulator-Features sind Allzweck-Werkzeuge, die abhängigen Variablen, akkumulierten Variablen genannt, auf Domains oder Rändern definieren. Die Werte dieser Variablen werden dann aktualisiert, wenn sich Teilchen durch die Domänen bewegen oder mit den Rändern kollidieren. Die akkumulierten Variablen können von Eigenschaften der Gebiete oder Partikel abhängen. Vordefinierte Einstellungen sind verfügbar, um entweder die akkumulierte Variablen basierend auf der aktuellen Position der einzelnen Teilchen oder auf den Partikelpositionen bei allen früheren Zeitschritten zu berechnen. Der Akkumulator kann entweder verwendet werden, um Teilchen innerhalb eines bestimmten Gebiets zu zählen oder um die Dichte der verschiedenen Partikeleigenschaften, wie Massendichte, Teilchendichte und die Ladungsdichte zu berechnen.
- Alternativ kann ein Akkumulator zu einem Wand-, Auslass- oder axiale Symmetrie-Randfeature hinzugefügt werden. In diesem Fall wird die akkumulierte Variable nur auf dem Rand definiert und wird nur geändert, wenn Teilchen mit der Wand wechselwirken. Dies stellt ein effizientes Mittel zum Zählen von Kollisionen mit Wänden dar und kann auch verwendet werden, um den Fluss von jeder Partikeleigenschaft auf dem Rand zu berechnen. Beispielsweise kann ein Akkumulator den Impulsstrom auf einem Rand berechnen, der dann verwendet werden kann, um den Druck zu berechnen. Die Akkumulatoren können in Verbindung mit ALE arbeiten, so dass sich die Geometrie aufgrund des Teilchenflusses auf der Oberfläche verformen kann.
Screenshot ansehen »
- Erosion: Dies ermöglicht es auf ausgewählten Rändern die Erosionsrate zu berechnen (siehe oben).
- Massenabscheidung: Dies ermöglicht es auf ausgewählten Rändern die gesamte aufgebrachte Masse zu berechnen.
- Randlast: Dies berechnet die Kraft pro Flächeneinheit oder den Druck auf ausgewählten Rändern durch einen einfallenden Partikelfluss. Die berechneten Werte können beispielsweise in einer Strukturmechaniksimulation verwendet werden.
- Massenfluss: Dies berechnete den Massenflussvektor oder den normalen Massenfluss auf ausgewählten Rändern.
- Ätzen: Dieses Feature berechnet die Ätzrate auf ausgewählten Rändern (siehe oben).
- Stromdichte: Dieses Feature berechnet die Stromdichte oder normalen Stromdichte auf ausgewählten Rändern. Die berechneten Werte können beispielsweise in einer Simulation der elektrischen Ströme verwendet werden.
- Wärmequelle: Dieses Feature berechnet die Wärmequelle auf den ausgewählten Rändern aufgrund eines einfallenden Partikelflusses. Die berechneten Werte können beispielsweise in einer Wärmetransportsimulation verwendet werden.
Bild ansehen »
Screenshot ansehen »
Bild ansehen »
Erosion-Feature: Während der Strömung durch einen Rohrbogen können Sedimentpartikel einen ausreichenden Impuls haben, um gegen die Rohrwand zu prallen. Auf der linken Seite sind die Partikelbahnen und auf der rechten Seite die Rate des Erosionsverschleiß dargestellt.
Verbesserte Dielektrophoresekraft für Partikel mit dünnen Schalen: Dielektrophoretische Trennung von Blutzellen zweier verschiedener Größen und physikalischen Eigenschaften.
- Ausdruck
- Finnie
- E/CRC
- Oka
- DNV
Screenshot ansehen »
- Oseen Korrektur: Eine Alternative zur Stokesschen Gleichung für Widerstandskräfte bei niedrigen relativen Reynoldszahlen.
- Hadamard-Rybczynski: Nützlich für die Berechnung der Widerstandskraft auf hochreine Gasblasen oder Flüssigkeitströpfchen.
- Standard-Widerstands Korrelationen: Eine Reihe von stückweise stetige Funktionen der Relative-Reynolds-Zahl, welche über viele Größenordnungen gültig sind.
Bild ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
- Basset: Anwendbar nahe der Kontinuumströmung.
- Epstein: Eine asymptotische Lösung für Partikel in einer freien Molekularströmung.
- Phillips: Teilt das gleiche asymptotische Verhalten wie die Basset und Epstein Korrelation, so dass es für einen breiten Bereich der Knudsen-Zahl anwendbar ist.
- Cunningham-Millikan-Davies: Enthält drei benutzerdefinierte Parameter, die genutzt werden können, um eine beste Annäherung an empirische Daten zu erhalten.
Bild ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
Screenshot ansehen »
- Für mehr als 40 Materialien wurden allgemeine Dateneigenschaften hinzugefügt.
- Für mehr als 30 Materialien wurden Daten zur thermischen Leitfähigkeit und Wärmekapazität hinzugefügt.
- Für mehr als 10 Materialien wurden Daten zur Ermüdung hinzugefügt.
- Für mehr als 20 Materialien wurden Daten zur thermischen Ausdehnung hinzugefügt.
- Für mehr als 10 Materialien wurden Daten zum Spannungsbruch hinzugefügt.
Programmschnittstellen
- Neues Produkt: Design Module
- Loft Funktion- Erstellt 3D Geometrien durch das Verbinden von Querschnitten
- Fügt 3D Abrundungen und abgeschrägte Kanten zu Volumenkörpern und Flächenobjekten hinzu
- Umwandlung von Volumenkörpern in Flächen und umgekehrt, durch die Verwendung der Zwischenflächen und Verdicken Funktion
- Definieren eines das Modell umgebenden Bereichs, für die anschließende Modellierung und Analyse des Bereichs
- Exportieren von Geometriedateien in das Parasolid® und ACIS® Dateiformat
- Geometriereparatur durch die Identifikation von Wiedersprüchen und das Erstellen von Festkörpern durch das Zusammenfügen von Flächen
- Bearbeiten durch das Finden und Entfernen von Abrundungen, kurzer Kanten, schmaler Bänder, kleiner Flächen und Zacken
- Manuelles Entfernen von Flächen und das Schließen der entstandenen Lücke durch Füllen (Erstellen einer neuen Fläche) oder Ausbessern (Schrumpfen oder Ausdehnen von angrenzenden Flächen)
- Flächen von Festkörpern lösen um neue Festkörper zu erstellen
- Schließen von Löchern oder Hohlräumen um, durch das Füllen von Hohlräumen, neue Modellbereiche zu erstellen
- Reparieren entfernter Flächen durch das Ausdehnen oder Schrumpfen von umgebenden Flächen, um die entfernte Fläche zu ersetzen
- Produktseite besuchen
Die Blätter dieses Impellers wurden mit einer Reihe von Lofting- und Verrundungsfunktionen erstellt.
- Neue Importdateiformate:
- Siemens NX™ (.prt)
- AutoCAD® (.dwg, .dxf)
- SOLIDWORKS® 2014
- Inventor® 2015
- Das neue Design Module bietet 3D-CAD-Funktionen
- Loft
- Verrundung
- Abschrägung
- Mittelfläche
- Verstärkung
- Neues Produkt – LiveLink™ for Revit®
- Produktseite besuchen
Die Kanten am Sockel einer Helikopter-Taumelscheibe wurden mit dem neuen Design Module abgeschrägt.
- Neue Funktionen für die Schnittstelle zwischen MATLAB und COMSOL Multiphysics:
- mphevaluate, mphinterpolationfile, mphwritestl, mphreadstl, mphsurf
- Verbesserte Funktionen für die Schnittstelle zwischen MATLAB und COMSOL Multiphysics:
- mphxmeshinfo, mphmean, mphmax, mphmin, mphint2
mphinterpolationfile: Mit dieser neuen Funktion wird eine Datei erstellt, die mit dem Interpolationsknoten in einem COMSOL-Modell verwendet werden kann. Die Datei unterstützt das Raster-, Abschnitts- und Tabellenformat.
- Erstellung von Makros mit Visual Basic für Applikationen (VBA)
- Sie können nun mithilfe von Excel®-Makros, die mit Visual Basic für Applikationen (VBA) geschrieben wurden, auf COMSOL Multiphysics-Funktionen zugreifen.
- Unterstützung mehrerer Sprachen
- LiveLink™ for Excel® unterstützt nun mehrere Sprachen.
- LiveLink™ for Excel® für Unterrichtslizenzen
- Ermöglichen Sie Ihren Schülern/Studenten, COMSOL Multiphysics-Simulationen aus Excel® auszuführen.
- Neues Produkt: LiveLink™ for Revit®
- Ein LiveLink™ Interface, welches zwischen der Revit® 2015 Version und COMSOL Multiphysics® synchronisiert, während beide parallel laufen
- Ein geometrisches Objekt des Raumvolumens wird während der Synchronisation automatische erstellt
- Synchronisiere dreidimensionale, architektonische Elemente (Solids und Flächen) zwischen Revit® Geometrien und COMSOL Multiphysics®
- Die synchronisierte Geometrie ist assoziativ, z.B. kann das Architekturmodell in Revit® modifiziert werden, ohne dass es notwendig ist, die Änderungen in COMSOL Multiphysics® nach einer Synchronisation erneut an zu wenden
- Synchronisieren einer Auswahl architektonischer Elemente zwischen dem Revit® Projekt und dem COMSOL Modell
- Alle Funktionen des CAD Import Module
- besuche die Produktseite
Die Simulation stellt die Verteilung des von einem Lautsprechersystem erzeugten Schalldrucks in einem Wohnraum dar. Die Modellgeometrie wurde in Autodesk® Revit® erstellt und mit LiveLink™ for Revit® synchronisiert.
Das Erstellen einer Simulation ist komplex. Verwenden Sie den Application Builder, um Ihr COMSOL Multiphysics Modell in eine leicht zu bedienende Anwendung umzuwandeln.
Was würde passieren, wenn Sie Ihre COMSOL Multiphysics Modelle mit Ihrem gesamten Unternehmen als in Form intuitiver, an Ihre spezifischen Bedürfnisse und Ziele angepassten, Anwendungen teilen könnten?
Rationalisierte Arbeitsabläufe
Anstatt ein Modell mehrfach für verschiedene Abteilungen zu simulieren, verschaffen Sie Ihren Kollegen die Möglichkeit eigene Simulationen durchzuführen. Diese Anwendungen enthalten dabei nur die für die Gestaltung des jeweiligen Produktes benötigten Parameter.
Gesteigerte Produktivität
Nutzen mehrere Leute Simulationen, dann werden Designs und Prozesse weiter verbessert und optimiert. Die mögliche Eingabebeschränkung auf bestimmte Eingabeparameter und Variablen verringert die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler und beschleunigt den gesamten Simulationsprozess.
Verständnis und Anerkennung der Simulation
Durch den Application Builder sind COMSOL Multiphysics-Nutzer nun in der Lage, Anwendungen für Enwicklungs- und Fertigungsabteilungen zu erstellen. Durch diesen erweiterten Austausch von Wissen und modernsten Simulationslösungen, ist jeder Nutzer in der Lage zu sehen, welchen Einfluss die Modellierung auf seine Arbeit hat.
Integration der Anwendungserstellung in Ihre Arbeitsabläufe
Dieses Video demonstriert Ihnen die Arbeitsabläufe zur Erstellung und Ausführung einer spezialisierten Anwendung.
Am Anfang der Anwendungserstellung steht ein einfacher Befehl: Modell als Anwendung speichern. Dann führt der Application Builder Sie durch den Prozess der schnellen Anwendungserstellung. Von der Parameterauswahl, die in der Benutzeroberfläche der Anwendung zur Verfügung steht und änderbar sein sollen, bis zur Nachbearbeitung und Ergebnisdarstellung der für den Nutzer der Anwendung relevanten Daten. Modellierungsleistung, die traditionell nur den Entwicklungsingenieuren und –experten zu Verfügung stand, kann nun von allen Mitgliedern Ihres Unternehmens eingesetzt werden.
Mit dem Application Builder wählen Sie einfach eines Ihrer vorhandenen Modelle aus und erstellen eine intuitive und spezifische Oberfläche in Ihrer Anwendung. Die Benutzeroberfläche wird mit einem bedienungsfreundlichen Formular-Editor mithilfe von Klicken und Drag & Drop-Operationen erstellt. Außerdem können mit dem Methoden-Editor benutzerdefinierte Befehle programmiert werden. Sie können die Eingaben und Ausgaben für die Anwendung definieren, und die Anwendung kann je nach den Anforderungen einfach oder komplex sein.
Mit diesem Modell und dieser Anwendung wird das statische elektromagnetische Feld eines Dauermagnet-Rotors mit einem nach außen gerichteten Fluss nachgebildet. Dieser Rotor wird als Halbach-Rotor bezeichnet. Bei diesem Gerät ist die genaue Modellierung des Felds des Dauermagneten wichtig. Mithilfe der aus dem Modell abgeleiteten Anwendung kann sich ein Ingenieur oder Techniker genau auf diesen einen Aspekt konzentrieren.
Update auf Version 5.0
Der Application Builder ist Bestandteil von COMSOL Multiphysics 5.0. Laden Sie einfach diese Version herunter und nutzen Sie den Application Builder noch heute.
Version 5.0 herunterladenCOMSOL Server™ ist der Motor für den Betrieb Ihrer Simulationsanwendungen und die Plattform für die Steuerung der Bereitstellung und Verteilung.
Simulationen im gesamten Unternehmen durch branchenspezifischen Apps, gebaut von Experten, durchführen.
Mit COMSOL Multiphysics® Version 5.0 können Branchenexperten Apps basierend auf Ihren Modellen entwickeln. Mithilfe des Application Builder erhalten Modelle eine angepasste Benutzeroberfläche. Hierbei entscheiden die Experten welche Inputs und Outputs der Benutzer benötigt, um die Simulation speziell auf seine Bedürfnisse auszuführen. Dies bringt die Stärke der Simulation direkt zu allen Gruppen Ihres Unternehmens.
Prozess- und Produktdesigner sowie Produktionsteams werden die Vorteile der multiphysikalischen Modellierung genießen – auch ohne Simulationskompetenz.
Diese Anwendungen können zum COMSOL Server™ hochgeladen werden, um dann von überall innerhalb Ihres weltweit strukturierten Unternehmens zugegriffen und ausgeführt zu werden.
Eine flexible Lizensierung erlaubt Ihren Kollegen den Zugriff zum COMSOL Server™ und das Ausführen Ihrer Apps von überall innerhalb Ihres Unternehmens. Sie können sogar Ihren Kunden, Auftraggebern, Lieferanten und Partnern außerhalb Ihres Unternehmens erlauben Ihre Anwendungen auf Ihrer weltweit gültigen COMSOL Server™ Lizenz auszuführen. Alternativ können Sie es auf einer Virtual Private Cloud (VPC) hosten und diese Struktur nutzen, um den Zugriff zu kontrollieren und Geld aus Ihren Apps und Ihrem Service zu machen.
Update auf Version 5.0
Beginnen Sie mit dem Erstellen Ihrer Anwendungen durch ein Upgrade auf COMSOL Multiphysics® Version 5.0 mit dem neuen Application Builder noch heute. COMSOL Server™ ist die Zukunft von morgen.
Version 5.0 herunterladen