COMSOL使用技巧.doc

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SOL Multiphysics使用技巧
〔旧版通用〕
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ot_mass。
采用ODE进展时间积分，仅仅只能对标量进展积分，如果是想对求解域内的某个值进展积分〔通常具有维度〕，如此需要采用耦合一个PDE应用模式的方法，通过修改PDE方程，使其满足对时间的常微分方程形式，然后在求解中可以得到对时间的积分结果。
停止条件
在进展稳态求解时，SOL迭代求解当然是以收敛条件满足作为计算的停止条件。但是在瞬态分析的情况下，计算何时停止就可由用户自行选择了。与其他仿真软件类似，SOL默认的瞬态分析停止条件就是遍历用户使定的时间X围后，计算停止。但是除此之外，SOL还可以提供一种更为灵活而且强大的功能，就是允许用户选择让软件自动检测计算结果中的某一变量或表达式，当该变量或表达式满足一定条件时，计算停止。
例如上例中，我们可以让流出物质的总量达到指定值时，计算自动停止。
布尔表达式
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SOL的停止条件使用的是布尔表达式。布尔表达式运算的结果大于零，如此表示有效，此时停止条件满足，计算停止；当布尔运算结果小于或者等于零，如此表示无效，停止条件不满足，计算继续进展。需要注意的是，这里的表达式，通常是对某个标量进展求解的结果。
非线性特征值问题
求解方程的特征值是仿真中经常碰到的一类问题。问题线性度比拟好的时候，方程的系数与方程的解变量u不存在函数关系，这样的方程很容易解；反过来，方程特征值也很容易求。但是有时候我们会碰到非线性比拟强的问题，方程的系数本身就是解变量u的函数。对于正问题，SOL很容易“求解域设定〞中，定义方程的某些系数是解变量的函数，然后利用SOL提供的非线性求解器完成求解。但是对于非线性很强的逆问题又该如何定义呢？这里有一个很好用的技巧，就是使用全局约束对特征值先进展一下归一化，在这里定义特征值与解变量相关。
例如PDE方程，其中l即为特征值〔如下图中的Lambda〕。我们可以先添加全局约束，定义E=1，而E其实是一个积分耦合变量，对应于解变量u2在求解域上的积分。通过这样操作，我们就把Lambda和解变量u建立的联系，然后使用SOL提供的非线性求解器完成求解。
利用耦合变量对结果进展扫掠
SOL支持多维度的耦合计算仿真，这是SOL独有的强大功能之一。SOL允许用户对一个物理问题做多维度的建模分析。也就是说，同一个仿真过程里可以包含多个几何结构，这些几何结构通常都是不同维度的，最常见的是包含一个三维的完整几何，还有一个或者多个二维的截面，再加一个或多个一维的线。在不同的几何上，用户都可以建立物理方程并同时求解，这些几何之间是如何传递参数的呢，就是通过SOL的耦合变量。
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SOL提供两种耦合两边实现这个功能：拉伸耦合变量、投影耦合变量。
拉伸耦合变量的功能是把一个几何中的变量或者表达式，按照预定义或者用户自定义的坐标变换，直接传递到另一个几何中。例如一个建立在二维轴对称情况下的传热仿真，灯泡。经过计算后已经获得的其温度场T的分布。此时的变量T仅存在与二维轴对称这个几何中〔Geom1〕。
现在我们在同一模型下可以建立一个新的几何Geom2，这个三维的几何就是由二维轴对称的几何直接绕对称轴旋转而来。在模型树里可以清楚看到，在Geom2下面没有任何的方程，当然也就没有什么变量。
我们可以利用拉伸耦合变量，将Geom1中的变量T传递过来，然后在三维的Geom2中看这个结果。
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投影耦合变量是积分耦合变量与拉伸耦合变量的合体。它的用法与拉伸耦合变量非常类似，只不过在跨几何传递参数的时候，拉伸耦合变量传递的就是变量或者表达式本身，而投影耦合变量传递的是变量或者表达式的积分。
在非线性设置中调整瞬态求解器
当求解瞬态非线性问题时，为了提高收敛性和求解器的效率，用户可以手动调整求解器的一些参数，例如非线性求解器中的迭代步数、公差因子、阻尼衰减参数、Jacobian修正方法等。
通常情况下，如果在迭代步数X围内，收敛性较慢，未能在适当的迭代次数后得到结果，可以将迭代步数改大。但是这样做，有时候会产生较大的计算量。
当非线性较强时，可以将公差因子调小，这样做可以控制迭代时的步长，较小的步长受非线性的影响较小，可能会快速得到结果，但也有可能会产生较大迭代次数，增加计算量。
阻尼衰减参数等，可以根据实际情况