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2019 年 11 月 14 日，業界領先的多物理場仿真分析、仿真應用程序設計和部署的軟件解決方案提供商 COMSOL 公司，在美國伯林頓發布了全新的 COMSOL Multiphysics® 5.5 版本（簡稱 COMSOL® 5.5 版本）。在 COMSOL 5.5 版本中，設計模塊新增了一個全新的草圖繪制工具，可以輕松地創建幾何模型，并為幾何建模提供更加全面的參數控制；更新后的求解器大幅加快了求解的速度；新增加的兩個專業模塊 —— 金屬加工模塊 和 多孔介質流模塊，進一步擴展了產品的多物理場建模功能。

功能強大的參數化繪圖工具

聲學仿真的新增求解技術

無論是在過程工程、無損檢測還是消費電子等工業領域應用，超聲技術正變得越來越重要。聲學模塊新增的間斷伽遼金（Galerkin）方法的相應功能，支持用戶對固體和流體中的超聲傳播進行高效的多核計算，傳播介質可以是帶有阻尼的、各向異性實際材料。該方法同樣適用于例如地震波分析等低頻應用。軟件自帶的多物理場功能可以無縫耦合固體中的彈性波和流體中的聲波之間的傳遞過程。結構力學模塊，MEMS 模塊和聲學模塊都包括此新增的彈性波功能。此外，聲學模塊還新增了流固聲學耦合功能。

對于頻域仿真，使用新增求解器，可以基于有限元方法處理更高頻率（更短的波長）的聲學問題。新求解器適用于分析封閉空間（如車廂）的內部聲壓場，以及其他各類升序仿真問題。

新增金屬加工模塊

在新增的金屬加工模塊中，用戶可以在 COMSOL Multiphysics 軟件環境中分析焊接、熱處理和金屬增材制造等領域中常見的金屬固態相變問題。“金屬加工模塊可以預測由金屬中由熱量驅動的固態相變引起的變形、應力和應變。” COMSOL 技術產品經理 Mats Danielsson 表示，“該模塊可以與其他任一 COMSOL 產品結合使用，進行包括金屬固態相變在內的幾乎任何多物理場分析。例如，用戶可以將其與傳熱模塊結合使用來研究熱輻射的影響，與 AC / DC 模塊耦合用于感應淬火，以及與非線性結構材料模塊耦合以更好地預測材料的特性。”

新增多孔介質流模塊

多孔介質流模塊為食品、制藥和生物醫學等行業的用戶提供了研究多孔介質運輸問題的多種分析工具。新模塊功能包括多孔介質中的單相和多相流動分析、干燥，以及裂隙中的運輸分析。流動模型涵蓋了飽和與變飽和介質中的線性和非線性流動，并自帶緩慢和快速多孔介質流動的特殊選項。多物理場仿真功能應用廣泛，包括用于計算多組分系統有效熱參數的選項、孔隙彈性，以及固相、液相和氣相中化學物質的輸運。

多年來，機械、聲、電磁、熱、流體和化工領域的用戶已經紛紛能夠使用 COMSOL Multiphysics 進行形狀和拓撲優化。COMSOL 5.5 版本中新增的內置功能，例如通過參數化多項式移動邊界和殼厚度優化功能，使優化模塊的用戶可以輕松的設置形狀和拓撲優化問題。新增拓撲優化的平滑操作可確保高質量的幾何輸出，以供其他分析和增材制造使用。除已有的 STL 格式外，COMSOL 5.5 版本還支持增材制造 PLY 和 3MF 格式的導入和導出。

非線性殼結構，管道力學和隨機振動分析

COMSOL 5.5 版本可對殼體和復合殼體進行多種非線性分析，包括塑性、蠕變、黏塑性、黏彈性、超彈性和機械接觸。其中機械接觸建模功能已經擴展為支持任何固體和殼的組合，包括固體殼、固體復合殼和膜殼。根據分析類型的不同，結構力學模塊、非線性結構材料模塊和復合材料模塊的用戶將受益于這些功能的提升。

對于結構力學模塊的用戶，新增的管道力學用戶界面中分析管道系統應力的功能，可以處理各種截面的管道，并能考慮來自外部負載、內部壓力、軸向阻力和通過管道壁的溫度梯度的影響。

結構力學模塊的用戶，現在可以執行隨機振動分析，以研究對載荷的響應。這些載荷由功率譜密度（PSD）表示，包括自然界中的隨機載荷，例如湍急的陣風或道路上車輛的振動。載荷之間可以完全相關、不相關或由用戶指定特定相關。

多體動力學模塊新增的自動生成建模鏈傳動所需的大量鏈節和接頭，可用于分析剛性和彈性鏈傳動的新功能。

可壓縮的歐拉流和非等溫大渦模擬

CFD 模塊增加了用于可壓縮的歐拉流和非等溫大渦模擬（NonisothermalLarge Eddy Simulations ，LES）的新接口。此外，旋轉機械流接口支持水平集和相場方法，以及 Euler–Euler 和氣泡流。傳熱模塊新增了用于模擬集總熱系統的新接口，支持用戶使用類似于等效電路的方法研究傳熱問題。此外，半透明（參與）介質中的輻射支持多個光譜帶，對流開放邊界使用的新算法可將處理此類問題的求解時間縮短 30%。

在 COMSOL 5.5 版本中，用戶可以將射線光學模塊與 RF 模塊或波動光學模塊耦合使用，同時進行全波和射線跟蹤模擬。這樣，用戶可以對多尺度問題進行建模。例如，對分析通過波導入射到大型房間的光束問題進行全波模擬時，通常會由于計算量太大而無法實現。新版本中，通過耦合 AC / DC 模塊和復合材料模塊，用戶可以分析具有較薄結構的介電層和壓電層的多層材料。在 RF 模塊中，一組新端口使通孔和傳輸線的設置更加快速，這樣，用戶在對印刷電路板進行建模時會更加靈活。

基于 COMSOL Multiphysics 模型，您可以使用App 開發器創建帶有定制化用戶界面的仿真App 。借助 COMSOL Compiler™，您可以將此仿真 App 轉換為可獨立運行的程序。編譯后生成的應用程序運行時僅需要 COMSOL Runtime™，而不需要 COMSOL Multiphysics 或 COMSOL Server™ 許可證。COMSOL App產品經理 Daniel Ericsson 說：“自去年發布以來，COMSOL Compiler 受到了App 開發器用戶的廣泛關注，因為它支持用戶獨立編譯和分發自己創建的應用程序。” 最新版本的 COMSOL Compiler 增加了新的編譯選項，方便生成最小的文件，利于分發。當用戶首次運行應用程序時，可以從 COMSOL 網站下載并安裝 COMSOL Runtime，使用相同 COMSOL 版本的應用程序僅需要一個 COMSOL Runtime。通常，COMSOL Runtime 的大小約為 350 兆字節，應用程序文件本身可能只有幾兆字節。

正在創建獨立應用程序。該應用程序由 App 開發器開發，通過 COMSOL Compiler™ 編譯，由 COMSOL Runtime™ 安裝。

• 新增具有尺寸和約束的草圖繪制工具

• 線彈性波快速仿真

• 新增金屬加工模塊，用于焊接、熱處理和金屬增材制造

• 新增多孔介質流模塊，用于食品、制藥和生物醫藥行業

• 改進用于形狀、拓撲優化的工具，適用于機械、聲學、電磁學、熱、流體和化工等領域

• 導入/導出 3D 打印和增材制造格式 PLY 和 3MF

• 用于修復 STL、PLY 和 3MF 文件的編輯工具

• 非線性殼、管道力學、隨機振動和鏈傳動的結構分析

• 可壓縮歐拉流和非等溫大渦模擬 ( LES )

• 支持水平集、相場、Euler-Euler 和氣泡流的旋轉機械流接口

• 集總熱系統等效建模方案

• 參與介質輻射可定義多個光譜帶

• 更有效的對流傳熱開放邊界條件

• 在所有仿真類型中均可使用熱力學數據庫屬性

• 全波段和射線光學耦合建模

• 壓電和介電殼

• 用于過孔和傳輸線的新 PCB 端口

• 支持將圖像鏈接到 Microsoft® PowerPoint® 演示文稿

• 創建個性化插件，定制“模型開發器”工作流程

• 使用 COMSOL Compiler™ 制作更小的仿真 App 可執行文件

適用性