Studien und Löser
Speichern ausgewählter Teile einer Lösung
Nach dem Durchführen von Studien in COMSOL Multiphysics Version 5.2 können Sie ausgewählte Teile Ihrer Lösung speichern. Dadurch können Sie den Speicherbedarf und Rechenaufwand reduzieren, wenn Sie nur Teile der Lösung benötigen bzw. nur bestimmte Ergebnisse darstellen möchten.
Sie können diese neue Funktionalität durch das Ausführen folgender Schritten anwenden:
- Erstellen einer oder mehrerer Auswahlen (Komponente > Definitionen > Auswahlen).
Sie können Auswahlen aus dem Dropdown-Menü im Abschnitt Werte der abhängigen Variablen eines jeden Standardstudienschritts auswählen.
In diesem Beispiel wird gezeigt, wie ein Objekt durch Radar erkannt wird, indem mit PMLs (Perfectly Matched Layers) austretende Wellen absorbiert werden, ohne sie zu reflektieren. Bei dieser neuen Funktionalität kann die PML-Lösung verworfen werden. Es muss nur die Lösung für den Raum, der das Boot umgibt, gespeichert werden, wodurch die Lösungsgröße von 184 MB auf 142 MB reduziert wird. Bei bestimmten Modellen kann die Größenreduzierung noch erheblicher sein.
Zwei neue Runge-Kutta-Löser
Es stehen zwei neue explizite Runge-Kutta-Löser zur Verfügung: RK34 und Cash-Karp (RK45). RK34 vereint Anpassbarkeit mit einer hohen Stabilität entlang der imaginären Achse und ist für Schwingungsprobleme geeignet. Der neue Cash-Karp ist dem Dormand-Prince 5 Löser ähnlich, der in einer früheren Softwareversion hinzugefügt wurde. Der Cash-Karp-Löser hat jedoch einen größeren Stabilitätsbereich entlang der negativen reellen Achse und ist geeigneter für die Analyse der natürlichen Dämpfung. Beide neuen Löser zeichnen sich dank PI-Steuerstrategie durch eine umfassende Anpassbarkeit aus und ermöglichen die Ermittlung der Steifigkeit und des Anfangszeitschritts.
Sie können über den Standardknoten „Time-Dependent Solver“ (Zeitabhängiger Löser) auf die neuen RK-Löser zugreifen. Der Dormand-Prince 5-Löser steht weiterhin zur Verfügung.
Erweiterte FFT Studien und Löser
COMSOL Multiphysics Version 5.2 bietet eine stark erweiterte Funktionalität bei den Studienschritten für schnelle Fourier-Transformationen (FFT). Hierzu gehören Zeit-Frequenz-FFT Studienschritte und Frequenz-Zeit-FFT Studienschritte, sowie die zugehörigen Löser.
Der Eingabezeitbereich für den Studienschritt Zeit-Frequenz-FFT (vorwärts FFT) wird nun durch eine Start- und Endzeit anstatt einer Zeitwertliste festgelegt. Die Anzahl der interpolierten Eingabelösungen N wird von der festgelegten Maximalausgabefrequenz abgeleitet (der abgeleitete Wert N ist im Löserprotokoll enthalten). Für die Lösungsskalierung stehen zwei Varianten zur Verfügung: Die diskrete Skalierung (nicht skaliert) und die kontinuierliche Skalierung (skaliert durch den Zeit- oder Frequenzschritt). Die folgenden zusätzlichen Fensterfunktionen stehen zur Verfügung: Rechteckig, Gauß, Hamming, Hanning, Blackman und Tukey. Diese Funktionen befinden sich unter den Optionen From expression (Aus Ausdruck) und Cut-off (Abschaltung).
Das Einstellungsfenster des Studienschrittes „Time to Frequency FFT“ (Zeit-Frequenz-FFT).
Wenn die Option Negative Frequenzen nicht für reelle Eingabe speichern für Zeit-Frequenz-FFT (vorwärts FFT) aktiviert ist, werden redundante Daten in den komplexen Ausgabedaten für reelle Eingangsdaten entfernt. Beim Studienschritt Frequenz-Zeit-FFT (inverse FFT) werden die Eingangsdaten für bestimmte nichtnegative oder nichtpositive Frequenzen standardmäßig um negative bzw. positive Frequenzen mit komplex-konjugierten Eingangswerten erweitert. Dieses Standardverhalten kann auf Löserebene mit der Option Eingabe-Samples erweitern unter Verwendung der Folgenden Optionen deaktiviert werden: Füge komplex-konjugierte Pare hinzu (Standard) und Nutze Originaldaten. Eingabe-Samples erweitern ermöglicht die Erstellung von reellen Ausgabedaten aus komplexen Eingangsdaten, indem die Daten, die durch die Option Negative Frequenzen nicht für reelle Eingabe speichern für Zeit-Frequenz-FFT entfernt wurden, neu erstellt werden.
Für Zeit-Frequenz-FFT steht die Option Füge stationäre Lösung hinzu zur Verfügung, um die Eingangsdaten für die Frequenz 0 zu erweitern. Diese Erweiterung erfolgt mit einer stationären Lösung, die entweder die Daten für die Frequenz 0 darstellt oder zu den Daten der Frequenz 0 addiert wird.
Die Ausgabezeitwertliste für Zeit-Frequenz-FFT entspricht nun genau dem Satz der berechneten Ausgabezeitwerte (d. h. den festgelegten Ausgabezeitwerten). Die Anzahl der Ausgabelösungen kann sich von der Anzahl der Eingangslösungen unterscheiden. Im Vergleich zu früheren Softwareversionen wird die Ausgangslösung nicht mehr begrenzt oder aufgefüllt, um eine volle Periode oder künstliche Ausgangsschrittgröße zu erzielen (wobei die festgelegte Größe außer Kraft gesetzt wird).
Die Option Periodische Eingangsdaten ist nicht mehr auf der Studienebene verfügbar. Diese Option steht jedoch auf der Löserebene für inverse und Vorwärtstransformationen zur Verfügung, wenn die Auswahl Eingabe-Samples erweitern auf Nutze Originaldaten (nicht standardmäßige Option) eingestellt wurde. Wenn die Option Periodische Eingangsdaten aktiviert wurde, wird der periodische Wert nicht mehr an das Ende der Ausgabedaten angehängt. In früheren Versionen von COMSOL Multiphysics hatte dies bewirkt, dass die gleiche Anzahl von Ein- und Ausgaben erzeugt wurde.
Die Auswahl für den Transformationsalgorithmus für inverse Transformationen zur Auswahl von z. B. Automatisch, Fast Fourier-Transformation oder Ungleichmäßige Fourier-Transformation ist nicht mehr vorhanden. Der Algorithmus für schnelle Fourier-Transformationen wird nur auf die inverse Transformation angewendet, wenn die Ausgabezeitwertliste äquidistant ist und der Ausgabezeitbereich den Eingangsdaten entspricht. Die Funktionalität der Studienschritte für schnelle Fourier-Transformationen basiert nun auf der Intel® Math Kernel Library (MKL).