В моей версии COMSOL нет нужного модуля, что делать?

Напишите список модулей, которые у вас установлены. Многие задачи можно поставить в базовых интерфейсах или через ввод уравнения в общем виде, PDE Interfaces. Модель собираю из того, что у вас есть, чтобы вы могли ее открыть

Откроется ли файл .mph в старой версии COMSOL?

Файл из новой версии в старой не откроется. Поэтому версию нужно знать заранее, тогда считаю в ней или в более ранней

Нужно ли расписывать уравнения в записке?

Для физиков и математиков почти всегда да, кафедре важна постановка задачи. Выписываю уравнения, которые решает каждый интерфейс, и граничные условия в математическом виде, рядом даю названия из меню COMSOL, чтобы модель легко было найти

Можно сделать исследование с несколькими вариантами параметров?

Да, для курсовых и магистерских это частая просьба. Через Parametric Sweep считаю серию вариантов, например при разном токе или толщине, и строю графики зависимости для записки

Вы делаете модели для магистерской по моделированию?

Да. В магистерской обычно нужно исследование с несколькими расчетами, проверкой на известном решении и выводами. Расчетную главу пишу так, чтобы она сходилась с обзором и постановкой задачи в остальной работе

Моделирование в COMSOL Multiphysics с пояснительной запиской

COMSOL выбирают, когда в задаче одновременно работает несколько физических процессов. Ток нагревает проводник, от нагрева он расширяется, поток жидкости уносит тепло от платы, магнитное поле наводит токи в металле. В заданиях COMSOL встречается у физиков, электротехников, теплотехников и в магистерских по математическому моделированию.

Я собираю модель в COMSOL Multiphysics по вашему заданию, связываю нужные физические интерфейсы, считаю, проверяю результат и пишу пояснительную записку с уравнениями, граничными условиями и графиками. Если работа идет по математическому моделированию, в записке подробно расписываю постановку задачи в частных производных.

Какие задачи считаю в COMSOL

Студенческие задания в COMSOL обычно строятся вокруг одной основной физики и одной-двух связей с ней. Чаще всего попадаются такие постановки.

Джоулев нагрев проводника, контакта или нагревательного элемента и распределение температуры в нем
Теплопроводность и конвективный теплообмен в радиаторе, корпусе прибора, стенке с изоляцией
Электростатика, поле и емкость конденсатора, распределение потенциала в изоляторе
Магнитное поле катушки, индуктивность, вихревые токи и индукционный нагрев
Ламинарное течение в канале и теплообмен потока со стенкой
Температурные напряжения и деформации при неравномерном нагреве
Диффузия и перенос вещества, в том числе с химической реакцией

Как собирается модель

Модель в COMSOL начинается с выбора размерности. Многие задачи честно сводятся к двумерной или осесимметричной постановке, и тогда модель считается быстро и на густой сетке. Трехмерную беру, когда симметрии нет или задание прямо ее требует.

Дальше добавляю физические интерфейсы. Для механики это Solid Mechanics, для тепла Heat Transfer in Solids или Heat Transfer in Fluids, для токов Electric Currents, для магнитного поля Magnetic Fields. Связи между ними задаю в узле Multiphysics. Например, Electromagnetic Heating передает джоулево тепло из электрической задачи в тепловую, Thermal Expansion передает температуру в механику. Свойства материалов беру из встроенной библиотеки или задаю по заданию, в том числе зависящими от температуры, если нагрев большой и сопротивление или теплопроводность заметно меняются.

Граничные условия в COMSOL задаются на каждой границе отдельно, и именно здесь чаще всего прячутся ошибки. Для тепла это заданная температура, тепловой поток, конвекция с коэффициентом теплоотдачи и излучение. Для токов потенциал, заземление и изоляция, для механики закрепление и нагрузки. Каждое условие в записке привязываю к рисунку с номерами границ.

Хотите понять, сколько будет стоить расчет в COMSOL? Пришлите задание, я посмотрю и назову цену. Написать в Telegram

Исследования, сетка и проверка

Тип исследования выбираю по вопросу задания. Stationary дает установившееся состояние, Time Dependent показывает процесс во времени, Eigenfrequency находит собственные частоты, Frequency Domain нужен для переменного тока и гармонических колебаний. Если требуется посмотреть, как результат зависит от параметра, например от силы тока или толщины изоляции, добавляю Parametric Sweep и получаю сразу серию решений.

Сетку COMSOL строит сам по физике модели, но на тонких слоях, у острых кромок и в пограничном слое у стенки ее сгущаю вручную. Сходимость проверяю двумя способами. Смотрю на сходимость решателя в журнале, а затем повторяю расчет на более мелкой сетке и сравниваю контрольную величину, температуру в точке, сопротивление или емкость. Простую часть задачи сверяю с аналитикой, например емкость плоского конденсатора или температуру стенки по закону Фурье.

Результаты и что идет в записку

В Results строю поля температуры, потенциала, напряжений или скорости, графики по линиям и во времени, а нужные числа вывожу через Derived Values в таблицы. Для записки подбираю картинки с понятной шкалой и подписями. Записку пишу по методичке, обычно в ней есть такие разделы.

Физическая постановка и система уравнений, которую решает COMSOL
Геометрия, допущения и обоснование размерности модели
Свойства материалов и граничные условия по каждой границе
Мультифизические связи и тип исследования
Сетка и проверка сходимости
Результаты, поля, графики и таблицы, параметрическое исследование
Сравнение с аналитическим решением и выводы

Что вы получаете

Файл модели .mph, сохраненный без тяжелых решений или с ними, как удобнее для вашей версии COMSOL
Картинки полей и графики для записки и презентации
Пояснительную записку с постановкой задачи, уравнениями, граничными условиями и выводами
Таблицы результатов параметрического исследования, если оно есть в задании
Пояснения по модели, чтобы на защите можно было открыть ее и показать настройки

Что прислать для оценки

Задание с геометрией, материалами и условиями на границах
Методичку или требования к записке
Версию COMSOL и список доступных модулей, от них зависит, какие интерфейсы можно использовать
Статьи или формулы, с которыми нужно сравнить результат, если они даны руководителем
Готовую геометрию, если она уже нарисована в CAD

Сколько стоит расчет в COMSOL

Цена индивидуальная, называю ее после того, как посмотрю задание. На нее влияет количество связанных физик, трехмерная ли модель, есть ли расчет во времени и параметрическое исследование. Оценка бесплатная.

Прислать задание в Telegram Написать в MAX

Что спрашивают про расчет в COMSOL

В моей версии COMSOL нет нужного модуля, что делать?: Напишите список модулей, которые у вас установлены. Многие задачи можно поставить в базовых интерфейсах или через ввод уравнения в общем виде, PDE Interfaces. Модель собираю из того, что у вас есть, чтобы вы могли ее открыть
Откроется ли файл .mph в старой версии COMSOL?: Файл из новой версии в старой не откроется. Поэтому версию нужно знать заранее, тогда считаю в ней или в более ранней
Нужно ли расписывать уравнения в записке?: Для физиков и математиков почти всегда да, кафедре важна постановка задачи. Выписываю уравнения, которые решает каждый интерфейс, и граничные условия в математическом виде, рядом даю названия из меню COMSOL, чтобы модель легко было найти
Сколько стоит расчет в COMSOL?: Цену называю после того, как посмотрю задание. Пришлите задание, методичку, версию программы и список модулей, оценка бесплатная
Можно сделать исследование с несколькими вариантами параметров?: Да, для курсовых и магистерских это частая просьба. Через Parametric Sweep считаю серию вариантов, например при разном токе или толщине, и строю графики зависимости для записки
Вы делаете модели для магистерской по моделированию?: Да. В магистерской обычно нужно исследование с несколькими расчетами, проверкой на известном решении и выводами. Расчетную главу пишу так, чтобы она сходилась с обзором и постановкой задачи в остальной работе

Если вашего вопроса здесь нет, задайте его мне, отвечаю в любое время. Спросить в Telegram