Новое видео 📽

❗️Решение обратных задач в COMSOL Multiphysics®❗️

К обратным относятся задачи поиска значений параметров модели, например определение коэффициента теплопроводности материала по измеренному распределению температуры в нём. Как правило, обратные задачи крайне сложны для решения. Тем не менее с помощью алгоритмов модуля «Оптимизация» можно найти значения входных параметров модели, которые соответствуют имеющимся выходным данным, полученным, например, экспериментально. Алгоритмы модуля «Оптимизация» можно использовать для поиска параметров в стационарных и нестационарных задачах, а также в задачах с распределёнными параметрами.

В этом видео мы рассказываем о возможностях модуля «Оптимизация» среды численного моделирования COMSOL Multiphysics® и на примере трёх обратных задач — теплопроводности, сопряжённого теплообмена и химической кинетики, демонстрируем, как настроить расчётную модель.

✅ Ссылка на видео.

Новый перевод 🆕

❗️Методы наложения ограничений в виде неравенства❗️

Как определить кратчайшее расстояние по суше между двумя точками на разных берегах озера? Такие ограничения на решения часто называются ограничениями в виде неравенства. Требование неотрицательных зазоров между объектами в контактных задачах механики, положительных концентраций веществ в химических задачах и популяций в экологических задачах — примеры ограничений в виде неравенства. Ранее в этой серии статей мы рассматривали ограничения в виде равенства в вариационных задачах. Сегодня мы покажем, как применяются ограничения в виде неравенства при моделировании на основе уравнений в COMSOL Multiphysics®.

✅ Ссылка на полный текст.

Новое видео 📽

❗️Точность численных моделей: источники ошибок и их минимизация❗️

Пользователи, которые только начинают заниматься численным моделированием физических процессов, часто задают вопрос о достоверности получаемых результатов расчётов. Погрешность результатов моделирования определяется множеством факторов, которые необходимо учитывать при построении расчётных моделей. К этим факторам относятся не только вычислительные ошибки и конечная точность используемых численных методов и алгоритмов, но и особенности исходной расчётной задачи, корректность постановки начальных и граничных условий, погрешность исходных данных, параметры расчётной сетки и т.д.

В этом видео мы обсуждаем различные источники ошибок в расчётных моделях, способы повышения точности расчётов, а также методы верификации и валидации результатов моделирования в среде COMSOL Multiphysics®.

✅ Ссылка на видео.

FAQ 🤓

❗️Как использовать исследование Parameter Estimation (Оценка параметров) для решения обратных задач❗️

Как правило, процесс моделирования начинается с постановки и решения прямой задачи, когда по исходным данным строится решение. Но как быть, если нужно решить обратную задачу, то есть восстановить исходные условия по известному решению?

В статье и учебном видео мы обсудим, как с помощью функции Parameter Estimation (Оценка параметров) построить модель для решения обратной задачи и найти подходящие исходные данные.

✅ Ссылка на материалы.

Интересная статья 👀

❗️Преобразование радиочастотных сигналов между временной и частотной областями❗️

При анализе вычислительной электродинамики высоких частот методом конечных элементов обычно рассчитываются S-параметры в частотной области, при этом обычно не рассматриваются результаты в комплиментарном пространстве, т.е. во временной области. Хотя во временной области можно также получить полезные данные, например, с помощью численной динамической рефлектометрии (time-domain reflectometry).

В этой заметке мы продемонстрируем, как можно преобразовывать данные и получать релевантные результаты в нужном расчетном пространстве с помощью быстрого Фурье-преобразования (FFT).

✅ Ссылка на полный текст.

Новое видео 📽

❗️Создание расчётных моделей COMSOL Multiphysics® на основе уравнений, заданных пользователем❗️

Среда численного моделирования COMSOL Multiphysics® предлагает богатый набор математических моделей и физических интерфейсов, с помощью которых можно решать задачи из самых разных областей науки и техники. Однако иногда необходимо дополнить существующие модели собственными дифференциальными и алгебраическими уравнениями или реализовать совершенно новую математическую модель. COMSOL Multiphysics® предоставляет пользователям инструменты для создания и настройки описаний собственных математических моделей с помощью специальных математических интерфейсов. Эти интерфейсы позволяют описывать и решать дифференциальные уравнения в частных производных в коэффициентной, общей или слабой форме.

В этом видео мы показали, как использовать алгоритмы и уникальные инструменты моделирования COMSOL Multiphysics® для решения произвольных систем алгебраических и дифференциальных уравнений, а также как вносить исправления в математические уравнения, реализованные в существующих физических интерфейсах COMSOL.

✅ Ссылка на видео.

Новая статья 🔥

❗️Функциональность машинного обучения появилась в COMSOL 6.2❗️

Делимся статьей на английском с комментариями наших коллег о том, как построить и использовать суррогатные модели, чтобы прогнозировать результаты на порядки быстрее, чем при моделировании.

✅ Ссылка на статью.

Интересная статья 👀

❗️Решение задач линейной и нелинейной оптики в пакете COMSOL®❗️

В 1875 году Джон Керр разместил две катушки с током в отверстиях по обе стороны стеклянной плиты, создав таким образом электрическое поле. После того, как поляризованный пучок света прошёл через плиту, ученый заметил, что поляризация пучка изменилась. Это изменение связано с показателем преломления стекла, который пропорционален квадрату напряжённости электрического поля. В дальнейшем этот феномен получил название эффект Керра. Из этой заметки вы узнаете, как моделировать этот, а также другие линейные и нелинейные эффекты и явления в оптике.

✅ Ссылка на полный текст.

Новое видео 📽

❗️Решение задач с изменяемой геометрией расчетной области в COMSOL Multiphysics®❗️

Работа сложных физико-технических систем зачастую подразумевает изменение геометрии объектов, их движение или вращение. Кроме того, изменение геометрии может потребоваться при решении задач оптимизации или при анализе чувствительности модели к геометрическим размерам. Для корректного моделирования процессов в этих случаях в расчётной модели необходимо учитывать соответствующие геометрические трансформации. COMSOL Multiphysics® позволяет решать такие задачи с помощью подвижных сеток и изменения геометрической модели непосредственно в процессе моделирования.

В этом видео мы рассмотрим примеры задач, когда необходима настройка и использование изменяемой геометрии. Мы покажем основные инструменты и специальные интерфейсы COMSOL Multiphysics® для работы с изменяемой геометрией, а также разберем несколько конкретных моделей такого типа.

✅ Ссылка на видео.

Интересная статья 👀

❗️Искусственное завышение вязкости улучшает сходимость задач вычислительной гидродинамики❗️

Приходилось ли Вам моделировать турбулентные течения при решении задач вычислительной гидродинамики? Тогда вы наверняка знаете, что выполнение расчета иногда занимает довольно много времени по причине сложностей, возникающих при поиске численного решения. Эти сложности обусловлены нелинейностью уравнений, описывающих турбулентные потоки. Сократить время расчета можно, если сначала решить задачу с искусственно завышенным значением коэффициента вязкости жидкости, а затем использовать полученное решение в качестве начального приближения для задачи с более низким значением вязкости. Мы покажем вам, как реализовать указанный подход в среде COMSOL Multiphysics.

✅ Ссылка на полный текст.

Новое видео 📽

❗️Обновления в области механики в версии 6.2 COMSOL Multiphysics®❗️

В этом видео мы расскажем о новых функциональных возможностях в области механики, которые появились в версии 6.2. Мы рассмотрим следующие усовершенствования:

• Метод фазового поля для моделирования повреждений и трещин в твёрдых телах
• Метод виртуального роста трещины
• Автоматическая стабилизация при решении контактных задач
• Моделирование искривления печатных плат
• Магнитно-механический мультифизический анализ электродвигателей
• Моделирование процессов переноса в твёрдых телах с учётом электромиграции, водородного охрупчивания и других явлений
• Сопряжённые задачи влагопереноса с учётом механических деформаций
• Новые вязкопластические модели полимерных материалов
• Усовершенствованные модели сплавов с эффектом памяти формы
• Оценка параметров на основе экспериментальных данных для нелинейных материалов
• Новая библиотека деталей для ячеек и репрезентативных элементов и др.

✅ Ссылка на видео.

Интересная статья 👀

❗️Как моделировать вибрации и уровень шума в коробке передач с помощью COMSOL Multiphysics®❗️

Зубчатые передачи используются в таких устройствах, как часы, промышленное оборудование, музыкальные шкатулки, велосипеды и автомобили. Коробка передач является основным источником вибраций и шума в таких устройствах. Для эффективного снижения уровня шума в коробке передач необходимо выполнить виброакустическое моделирование с последующим улучшением конструкции. Давайте посмотрим, как можно использовать программное обеспечение COMSOL Multiphysics® для создания более тихих систем передач.

✅ Ссылка на полный текст.

Интересная статья 👀

❗️Многопараметрическая оптимизация с помощью целевой функции метода наименьших квадратов❗️

Многопараметрическая оптимизация с помощью целевой функции метода наименьших квадратов представляет собой эффективный способ получить более подробное представление о модели. Как в пышном букете может быть множество различных цветов, в модуле Оптимизация доступно большое разнообразие проектов оптимизации. При этом оценка параметров также является широко распространенным методом. Такой анализ обычно организуется как задача наименьших квадратов на основе измеренных данных, однако для получения точного и единственного ответа потребуются множественные измерения. Сегодня вы узнаете, как выполнять оценку параметров с помощью многопараметрического набора данных.

✅ Ссылка на полный текст.

Новое видео 📽

❗️Поиск свойств материала по экспериментальным данным в COMSOL Multiphysics®❗️

Для решения задач из области механики необходимо знать модель и свойства материала. Если это широко распространенные материалы, то свойства для них можно найти в справочнике или же в библиотеке материалов COMSOL. Однако свойства многих материалов могут зависеть от различных факторов, возникающих при изготовлении (температура, закалка, примеси и т.д.). Представим, что к вам в лабораторию доставили образцы, но вы не знаете, когда и каким образом они были получены, и, соответственно, свойства можете указать только примерно. Если вам необходимы точные данные, то придется проводить испытания и находить свойств на их основе.

Если в случае изотропных линейных упругих материалов все достаточно просто — вы можете найти модуль Юнга и коэффициент Пуассона по напряжениям и поперечному сужению в испытаниях на одноосное растяжение, то для других видов материала (гиперупругие, упругопластичные, вязкопластичные и др.) необходимы данные сразу нескольких разных видов испытаний — одноосное растяжение, чистый сдвиг, двухосное и др. Чтобы получить свойства материала путем аппроксимации из экспериментальных данных, в модуле «Нелинейные материалы» среды численного моделирования COMSOL Multiphysics представлен специальный инструмент — Parameter Estimation. В этом видео рассмотрено несколько примеров использования Parameter Estimation для поиска свойств нелинейных материалов по экспериментальным данным.

✅ Ссылка на видео.

Интересная статья 👀

❗️Как использовать результаты топологической оптимизации для создания новой геометрической модели❗️

Топологическая оптимизация — это такой метод, который позволяет удалить некоторые части из исходной расчетной области. В алгоритме оптимизации используется приближенное представление физических процессов в удаляемых частях исходной геометрии, поэтому после удаления этих частей необходимо выполнить новое исследование, чтобы проверить результаты оптимизации. С помощью COMSOL Multiphysics® можно создавать геометрические модели на основе графиков, отображающих результаты топологической оптимизации, для дальнейшего анализа, а кроме того эти геометрические модели легко экспортировать в сторонние CAD программы.

✅ Ссылка на полную статью.

Интересное видео 👀

❗️Моделирование на основе метода граничных элементов в COMSOL Multiphysics®❗️

Начиная с версии 5.3 в COMSOL Multiphysics®, помимо классически используемых технологий на основе метода конечных элементов (МКЭ, FEM), стали появляться интерфейсы на основе метода граничных элементов (МГЭ, BEM) - одного из классических методов решения краевых задач, обладающего высокой точностью и особо эффективного для моделирования открытых проблем. В настоящее время (в актуальной версии 5.3а) пользователям доступен следующий функционал:
• Решение уравнения Лапласа с произвольными коэффициентами (базовый функционал)
• Решение уравнения переноса заряда в электролите с постоянной проводимостью в модуле Коррозия
• Решение электростатических и магнитостатических задач в модуле AC/DC
• Решение уравнения Гельмгольца в модуле Акустика

Интерфейсы и решатели на основе МГЭ готовы для использования и не требуют сложных настроек, позволяя применять привычный для COMSOL Multiphysics® рабочий процесс построения модели и обработки результатов. Ключевым преимуществом является возможность проведения комбинированных FEM-BEM расчетов в рамках одной модели, в случае акустических расчетов - в т.ч. при комплексных исследованиях взаимодействия акустических волн во флюидах и вибраций в упругих твердых телах.

В данном видеоуроке мы разберем основные области применения BEM-технологий в электро- и магнитостатических расчетах, а также акустических исследованиях, обсудим преимущества и ограничения данного метода и соберем несколько демонстрационных моделей.

✅ Ссылка на видео.

Новый перевод 🆕

❗️Сингулярности в моделях конечных элементов: Работа с красными областями❗️

Ваша конечно-элементная модель иногда будет содержать сингулярности – то есть точки, в которых какая-то составляющая решения стремится к бесконечному значению. В этой записи блога мы рассмотрим распространенные причины возникновения сингулярностей, когда и как их избежать, а также как интерпретировать результаты, когда сингулярности присутствуют в вашей модели. Хотя большая часть этих обсуждений посвящена механике конструкций, подобные явления можно обнаружить и во многих других областях физики.

✅ Ссылка на полный текст.

Интересная статья 👀

❗️Исследование лопастей ветряной турбины с помощью функционала модуля Композитные материалы❗️

В романе Мигеля де Сервантеса «Дон Кихот», написанном в 1615 году, заглавный герой, представлявший себя средневековым рыцарем, принимает ветряные мельницы за великанов и нападает на них, в результате чего его копье застревает в одном из парусов. Для современных лопастей ветряных энергетических установок конечно нет задачи выдерживать такое точечное воздействие, однако при их проектировании важно проводить анализ на прочность и расчет собственных частот лопастей для учета различных (более реалистичных) нагрузок на конструктивные элементы.

✅ Ссылка на полный текст.

Интересное видео 👀

❗️Полезные советы по работе с геометрическими последовательностями в COMSOL Multiphysics®❗️

Процесс построения геометрии для нужд численного моделирования часто воспринимается как вспомогательный и не особо важный. Однако отрисовка и создание геометрической модели для расчетов методом конечных элементов в целом и при работе с COMSOL Multiphysics® в частности имеет определенную специфику и отличается от некоторых классических приемов общепринятых в специализированных CAD-пакетах.

Логика построения и применения операций достаточно простая, но требует системного подхода, если вы хотите научиться рисовать сложные детали и компоненты. В данном видео мы дадим ряд советов по настройке и работе с геометрическими последовательностями в COMSOL Multiphysics®, которые, как показывает практика технической поддержки, иногда бывают не очевидными или незаслуженно редко используются.

Для предварительного знакомства с основами построения геометрий в нашем пакете рекомендуем ознакомиться со следующим видеоуроком на русском языке: Создание геометрических моделей и импорт из CAD в COMSOL Multiphysics®.

✅ Ссылка на видео.

Интересная статья 👀

❗️Моделирование разъёма SMA для копланарного волновода с заземлением❗️

С момента своего появления в 1960-х годах сверхминиатюрные разъёмы типа А (SMA) стали важнейшими компонентами в радиоэлектронной промышленности. Они настолько широко распространены, что могут считаться самыми часто используемыми СВЧ-разъёмами в мире. Для расчета рабочих характеристик разъёма SMA инженеры могут использовать программное обеспечение COMSOL Multiphysics®.

✅ Ссылка на полный текст.