COMSOL Multiphysics是一款功能强大的多物理场仿真软件,广泛应用于工程和科研领域。本文将详细介绍COMSOL软件的功能、特点、下载方法、安装步骤以及用户评价和反馈。
一、COMSOL软件的功能和特点

功能
数值求解:COMSOL Multiphysics软件的方程编译器为数值引擎提供动力,能够实现稳态、瞬态、频域和特征频率研究的全耦合偏微分方程组的精确求解。软件使用有限元法(FEM)对偏微分方程组在(x, y, z)空间变量上进行离散化处理,部分问题也可基于边界元法(BEM)进行空间离散化。对于同时与空间和时间相关的问题,采用直线法,其中使用FEM(或BEM)对空间进行离散化,形成常微分方程组(ODE),然后使用包括时间步进的隐式和显式方法在内的高级方法来求解这些常微分方程。
非线性问题求解:支持对非线性的瞬态和稳态问题的求解,离散化后形成非线性方程组。COMSOL Multiphysics中的引擎提供全耦合的雅可比矩阵,用于指定非线性求解器进行求解。阻尼牛顿法用于求解稳态问题的非线性系统,或在时间步进过程中求解瞬态问题。牛顿法使用雅可比矩阵求解一系列线性方程组,得到非线性系统的解。
线性问题求解:对于线性问题(也在非线性求解器步骤中求解),提供直接求解器和迭代求解器。直接求解器适用于求解中小型问题,而迭代求解器适用于较大的线性系统。软件提供多种迭代求解器供选择,并内置先进的预条件器(如多重网格预条件器),以确保迭代求解过程稳定、快速地执行。
多物理场耦合与单物理场模拟:作为业界领先的多物理场仿真工具,可精准模拟工程制造与科研领域中的各类设计、设备和过程,为工程师和科研人员提供从基础研究到工程落地的全流程解决方案。同时支持多物理场耦合与单物理场模拟,其模型开发器完整覆盖从几何定义、材料属性设置、物理场,到数值计算与结果分析的全生命周期。
特点
求解多场问题:求解多场问题等于求解方程组,用户只需选择或者自定义不同专业的偏微分方程进行任意组合便可轻松实现多物理场的直接耦合分析。
完全开放的架构:用户可在图形界面中轻松自由定义所需的专业偏微分方程。
任意独立函数控制的求解参数:材料属性、边界条件、载荷均支持参数控制。
专业的计算模型库:内置各种常用的物理模型,用户可轻松选择并进行必要的修改。
内嵌丰富的CAD建模工具:用户可直接在软件中进行二维和三维建模。
全面的第三方CAD导入功能:支持当前主流CAD软件格式文件的导入。
强大的网格剖分能力:支持多种网格剖分,支持移动网格功能。
大规模计算能力:具备Linux、Unix和Windows系统下64位处理能力和并行计算功能。
丰富的后处理功能:可根据用户的需要进行各种数据、曲线、图片及动画的输出与分析。
专业的在线帮助文档:用户可通过软件自带的操作手册轻松掌握软件的操作与应用。
多国语言操作界面:易学易用,方便快捷的载荷条件、边界条件、求解参数设置界面。
二、COMSOL软件的下载方法
1. 获取许可证:必须拥有试用安装码或许可证文件才能安装COMSOL Multiphysics。如果都没有,请先联系COMSOL销售代表。要生成许可证文件,需要知道计算机HostID,可参见知识库828:如何获取用于创建许可证的HostID?。
2. 下载安装程序:请从产品下载页面下载安装程序。如果在下载时遇到困难,请参见知识库1149。
3. 下载页面:登录COMSOL Access帐户,下载COMSOL Multiphysics或者COMSOL Server。如果还没有COMSOL Access帐户,可以立即[创建帐户]。。
三、COMSOL软件的安装步骤
1. 安装前准备:
保证硬盘有足够空间。
文件夹路径不要出现中文。
安装之前最好关闭杀毒软件。
2. 安装步骤(以Windows系统为例):
将下载的安装包解压,打开解压后的文件夹。
进入【Comsol Multiphysics 6.0 Build 318】文件夹,右击【setup.exe】以管理员身份运行。
选择【简体中文】,点击【下一步】。
点击【新安装COMSOL 6.0】。
选择【我接受许可协议...】,许可证格式选择【许可证文件】,点击【浏览】。
选择解压后的安装包中【Crack】文件夹下的【LMCOMSOL_Multiphysics_SSQ.lic】文件,点击【open】。
点击【下一步】。
点击【浏览】,自行修改软件安装位置,点击【下一步】。
取消勾选【安装完成后检查更新】,点击【下一步】。
点击【下一步】。
点击【安装】。
等待安装...。
安装完成,点击【关闭】,双击桌面Cosmol软件。
四、COMSOL软件的用户评价和反馈
用户评价
功能强大:COMSOL Multiphysics软件是一个集建模与仿真功能于一体的平台,既支持全面的多物理场仿真,也具备单物理场仿真能力。无论工程师和科学家来自哪个行业或学科领域,都能在这个统一的软件平台上,通过同一个用户界面,自由构建所需模型。多物理场仿真助力企业、高校及科研机构等组织做出更为明智的决策,催生创新设计,同时减少物理原型制作与实验测试的成本,最终加速产品研发流程。
版本更新带来新功能:例如COMSOL Multiphysics 6.3版本正式发布,增强的建模功能、改进的用户体验,以及使用NVIDIA®显卡时对声学仿真和代理模型训练的GPU加速,使软件功能更加强大。还新增了用于自动生成更高质量网格的新技术,以及用于模拟气体、液体和固体中放电和击穿的全新附加模块。
用户反馈
提供多种学习资源:COMSOL为用户提供了多种资源,帮助用户解决问题。这些资源包括多个平台,COMSOL Multiphysics®用户可以借助这些平台进行互动、分享心得、交流想法,讨论建模方法和技巧。除COMSOL“视频中心”外,还包括COMSOL博客、案例下载、用户论坛、模型交流、技术支持知识库等资源,用户可在COMSOL®网站中获取这些资源,并且建议创建一个COMSOL Access帐户以便充分利用这些资源。
质量方针保障:COMSOL立足于最新的前沿技术和研究,采用软件开发最佳实践,为用户提供稳定且直观的仿真技术。代码开发以完整的软件规范和编码标准为基础,所有代码均经过严格审查。为确保产品功能的质量,进行大量的手动和自动测试来进行详尽的验证和确认。验证过程检查软件是否正确求解选定的数学方程,并验证求解精度;确认过程比较仿真结果与实际情况,以确保其一致性。采用连续自动测试程序,维护包含数百个模型案例文档的案例库,所有案例在最新版本的软件中进行测试,包括来自ASME和NAFEMS的基准问题,以及TEAM Problems中的问题。COMSOL产品与支持的操作系统、处理器和显卡的兼容性也经过广泛测试。每天大约运行310,000次自动化测试,每周末大约运行600,000次测试(涵盖从用户界面到求解器测试的各个方面),每天大约运行2600个模型,每周末大约运行2900个模型。对结果和性能相关的基准进行严格监控,并及时将任何偏差作为bug报告。COMSOL不会发布存在任何已知bug的软件,无论这些bug会对产品的稳定性还是性能产生负面影响。并且致力于为客户提供及时、优质的技术支持,提供大量高效的售前售后培训计划、在线培训资源,以及促进最佳实践推广的用户年会和其他活动。