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COMSOL Multiphysics® 6.4 Release Highlights

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Neuerungen im AC/DC Module

Für Nutzer des AC/DC Module bietet COMSOL Multiphysics® Version 6.4 transiente induktive Randbedingungen, Symmetrieunterstützung für Terminal und Verbesserungen der Benutzerfreundlichkeit. Mehr über diese und weitere Updates erfahren Sie unten.

Transiente induktive Randbedingungen

Die Impedance Boundary Condition und die Transition Boundary Condition im Interface Magnetic Fields unterstützen nun die Zeitbereichsmodellierung. Diese Aktualisierung ermöglicht die Modellierung dünner leitfähiger Schichten, Platten oder Beschichtungen im Zeitbereich, ohne dass der Skin-Effekt im Material mithilfe eines volumetrischen Netzes aufgelöst werden muss. Die aktualisierten Randbedingungen sind auch für die Modellierung von Massivmetallen mit minimaler Felddurchdringung nützlich, da das Innere des Materials (in der Regel ein Metall) nicht in das Modell einbezogen werden muss. Stattdessen wird das Gebiet einfach an der Materialgrenze abgeschnitten, und eine dieser Randbedingungen kann zur Modellierung des Skin-Effekts verwendet werden. Diese Funktionalität ist im Tutorial-Modell Thin Conductive Layer Using the Transition Boundary Condition zu sehen.

Ein Transformator-Modell, das die Ergebnisse für Strom und Vibrationen darstellt.
Die Impedance Boundary Condition wird in Verbindung mit einer transienten Studie verwendet, um die Einschaltströme und mechanischen Schwingungen in einem 3D-Transformator-Modell mit einem nichtlinearen magnetostriktiven Kern, Rahmen und Gehäuse zu modellieren.

Symmetrie für Terminal

Das Feature Terminal unterstützt nun einen Flächenmultiplikationsfaktor (verfügbar im Abschnitt Advanced Settings nach Aktivierung der Advanced Physics Options). Dieser berücksichtigt die Symmetrie, indem er die Terminalfläche skaliert, sodass verbundene Schaltungen oder Lasten das gesamte Gerät erkennen, auch wenn nur ein Teil modelliert ist. Beispielsweise sollte ein Faktor von 2 verwendet werden, wenn das Modell die Hälfte des Geräts darstellt. Das Update ist für die Interfaces Electrostatics, Electric Currents und Magnetic and Electric Fields verfügbar.

Ein Touchscreen-Modell, bei dem ein Stift die Oberfläche berührt, zeigt die Verteilung des elektrischen Feldes.
Ein Terminal-Sweep über das Elektrodenarray eines Touchscreens. Die Farben zeigen die Verteilung des elektrischen Feldes an, wenn eine einzelne Elektrode aktiviert wird. Die extrahierte Kapazitätsmatrix spiegelt die Position des Stiftes auf dem Bildschirm wider.

Neugestaltetes Kontextmenü

Die Kontextmenüs und Symbolleisten in allen AC/DC-Interfaces wurden neu gestaltet, um die Übersichtlichkeit und Effizienz zu verbessern. Die Features sind nun nach Typ und Verwendungshäufigkeit gruppiert – häufiger verwendete Features wie Current Conservation in Solids werden oben angezeigt, während weniger häufig verwendete Features in Unterkategorien eingeordnet sind. Ähnliche Features sind in allen Interfaces einheitlich organisiert, wobei einige aus Gründen der Übersichtlichkeit umbenannt wurden, um den Workflow sowohl für einfache als auch für fortgeschrittene Modelle zu optimieren.

Die Benutzeroberfläche von COMSOL Multiphysics mit dem Model Builder, in dem der Knoten Electric Currents hervorgehoben ist, dem Kontextmenü und einem IGBT-Modell im Grafikfenster.
Die COMSOL Desktop®-Umgebung zeigt das neu gestaltete Kontextmenü des Interfaces Electric Currents. Die Grafik auf der rechten Seite zeigt die Verteilung der Stromdichte in einem IGBT-Modul (Insulated-Gate Bipolar Transistor).

Magnetomechanik für Schalen und Membranen

Um die Modellierung der Magnetomechanik in Schalen und Membranen zu vereinfachen, stehen vier neue Physik-Interfaces zur Verfügung:

  • Magnetomechanics, Shell
  • Magnetomechanics, No Currents, Shell
  • Magnetomechanics, Membrane
  • Magnetomechanics, No Currents, Membrane

Darüber hinaus ermöglicht der neue Multiphysik-Kopplungsknoten Magnetomechanics, Boundary die Kopplung der Interfaces Shell und Membrane mit den Interfaces Magnetic Fields und Magnetic Fields, No Currents. Diese Ergänzungen sind im Tutorial-Modell Nonlinear Ferromagnetic Diaphragm zu sehen. Diese Funktionalität erfordert das Structural Mechanics Module.

Ein Modell einer magnetischen Membran, das die Verformung und das Magnetfeld zeigt.
Eine magnetische Membran, die von einem Elektromagneten angezogen wird. Die Verformung sowie das Magnetfeld um die Spule sind dargestellt.

Neue und aktualisierte Tutorial-Modelle und eine App

COMSOL Multiphysics® Version 6.4 enthält mehrere neue und aktualisierte Tutorial-Modelle sowie eine aktualisierte App für das AC/DC Module.

Thermal Analysis of a High-Power IGBT Module

Detailansicht eines IGBT-Modells, das die elektrisch-thermischen Ergebnisse darstellt.
Dieses Modell im industriellen Maßstab untersucht das elektrothermische Verhalten eines 1200-V- und 1800-A-IGBT-Moduls im eingeschalteten Zustand. Für das temperaturabhängige Verhalten des Halbleiters wird eine effektive Leitfähigkeit verwendet.
Application Library Titel:
igbt_joule_heating
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Induction Heating Including Curie Temperature and Movement

Eine mechanische Verbindung, die durch eine Kupferspule geführt wird und die Temperatur zeigt.
Induktionserwärmung wird in metallurgischen Prozessen wie Härten, Schmelzen und Löten eingesetzt. Hier wird eine mechanische Verbindung simuliert, die durch eine Induktionsheizspule geführt wird, einschließlich Curie-Punkt-Effekten und temperaturabhängigem Widerstand.
Application Library Titel:
induction_heating_curie_movement_1khz
induction_heating_curie_movement_25khz
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Nonlinear Ferromagnetic Diaphragm*

Ein Modell einer magnetischen Membran, das die Verformung und das Magnetfeld veranschaulicht.
Eine magnetische Membran ist eine flexible Struktur, die sich aufgrund magnetomechanischer Effekte unter Magnetfeldern verformt. Dieses Modell verwendet das Interface Magnetomechanics, Shell, um die gekoppelte Verformung und Magnetfeldwechselwirkung in dünnen Strukturen zu simulieren.
Application Library Titel:
magnetic_diaphragm
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*Erfordert das Structural Mechanics Module

Thin Conductive Layer Using the Transition Boundary Condition

Ein 2D-Plot mit vier Ergebnissen, die jeweils die Magnetfeldverteilung darstellen.
Transition Boundary Condition und Impedance Boundary Conditionwerden verwendet, um dünne leitfähige Schichten, Hüllen oder Membranen effizient zu approximieren. Dieses Beispiel validiert Transition Boundary Condition für die Zeit- und Frequenzbereichsanalyse.
Application Library Titel:
thin_conductive\layer
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Cell Membrane Electroporation

Ein Zellmodell, das die Ergebnisse der Elektroporation zeigt.
Dieses Modell veranschaulicht die Elektroporation einer Zelle mittels eines elektrischen Impulses (wie in der Pharmazie verwendet). Das Modell verwendet multipolare Debye-Dispersionsmaterialdaten im Zeit- und Frequenzbereich. Die Ergebnisse werden mit der Literatur verglichen.
Application Library Titel:
cell_membrane_electroporation
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B–H Curve Checker

Eine App, die Datentabellen und eine B-H-Kurve im Grafikfenster anzeigt.
Die aktualisierte App B–H Curve Checker, mit der B-H-Kurven überprüft und optimiert werden können, ermöglicht es, nichtmonotones Verhalten der differentiellen Permeabilität um den Nullpunkt herum zu beseitigen und so die Leistung des Lösers zu verbessern. Darüber hinaus enthält sie verbesserte Extrapolationsoptionen für vollständig gesättigte Bereiche.
Application Library Titel:
bh_curve_checker
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