多物理場仿真和仿真 App 推動創新

多物理場建模與仿真技術賦能企業、高校及科研機構，助力它們以更低的成本、更快捷且智能的方式推動創新。研發團隊將 COMSOL Multiphysics^® 仿真技術融入其研發流程，便能構建準確的仿真模型，有效設計并優化實際工程難題。更進一步，基于這些模型，他們可以開發出可獨立運行的仿真 App，使更多團隊、部門乃至客戶都能從多物理場仿真中受益，讓工程師與設計師在研發周期內能更深入地洞察產品特性，預見到潛在問題，并迅速找到解決方案。

今日， COMSOL Multiphysics^® 6.3 版本正式發布。在新版本中，增強的建模功能、改進的用戶體驗，以及使用 NVIDIA? 顯卡時對聲學仿真和代理模型訓練的 GPU 加速，使軟件功能更加強大。此外，還新增了用于自動生成更高質量網格的新技術，以及用于模擬氣體、液體和固體中放電和擊穿的全新附加模塊。

為什么選擇多物理場仿真？

我們所處的世界本質上是由各種物理場相互作用構成的，能夠成功地將兩種或更多物理現象完全整合在一起，對于創建能夠精確模擬真實物理情景的數值模型來說，是至關重要的。

以揚聲器為例。在單一物理場模型中，我們僅能分析音圈中的磁場情況，然而，若能同時探討磁場如何與揚聲器的其他組件相互作用，以及力和振動是如何產生的，這樣的仿真結果將對揚聲器設計提供更加精準的指引。利用 COMSOL Multiphysics^® 軟件，我們能夠輕松地為模型增添并耦合各種所需的物理現象，從而構建出精確的仿真模型。例如，在揚聲器模型中，我們可以模擬電磁場、結構力學以及聲學之間的相互作用，進行全方位、深入的仿真分析。COMSOL 軟件在模擬和耦合物理現象的數量及種類上均沒有限制。

左：揚聲器的單物理場模型，顯示了作用在音圈上的電磁力。右：揚聲器的多物理場模型，同時考慮了聲-結構相互作用。

COMSOL Multiphysics^® 軟件是一個集建模與仿真功能于一體的平臺，既支持全面的多物理場仿真，也具備單物理場仿真能力。這意味著，無論工程師和科學家來自哪個行業或學科領域，他們都能在這個統一的軟件平臺上，通過同一個用戶界面，自由構建所需模型。簡而言之，多物理場仿真助力企業、高校及科研機構等組織做出更為明智的決策，催生創新設計，同時減少物理原型制作與實驗測試的成本，最終加速產品研發流程。

由于模型是對真實世界的反映，其 行為 必須符合物理定律，而 外觀 同樣不容忽視。通過添加合適的紋理、顏色以及精心設計的照明，我們可以更直觀地將模型視作它所代表的真實物體，并深入理解其運作機制。此外，根據用戶正在運行的分析類型，繪圖類型或顏色表的選擇也可能影響對結果的解讀。COMSOL Multiphysics^® 軟件平臺不僅具備構建幾何模型、分配材料和劃分網格等功能，還包含豐富的可視化工具。

COMSOL^® 仿真軟件概述

只有當來自不同團隊、部門、組織乃至企業的同事們都能訪問并參與到精確仿真模型的開發中，共同為產品設計的創新與優化貢獻力量時，仿真驅動的研發工作流程才能取得最大的成功。為此，COMSOL Multiphysics^® 平臺包括三個主要工作區：

• 模型開發器
  • 包含仿真專家所需要的基于物理場進行建模、求解、可視化和結果評估的所有功能。
• App 開發器
  • 為仿真專家提供簡單、易用的工具，用于為同事和客戶開發定制的仿真 App。
• 模型管理器
  • 為管理仿真模型和仿真 App 提供了一個結構化的工作區，具有版本控制、搜索和篩選、高效數據存儲，以及從一個模型中復制操作序列以重用于另一個模型的功能。

左：模型開發器顯示了一個 IGBT 模組的多物理場模型的設置和結果。中：用于構建仿真 App 的 App 開發器。右：模型管理器，展示了比較兩個模型文件的功能。

同一個軟件環境，適用于所有工程領域

根據具體任務需求，您或許希望使用專門的產品模塊來增強核心仿真功能。COMSOL Multiphysics^® 軟件提供了一系列豐富的附加產品，專門用于電磁、結構力學、聲學、流體動力學、熱傳導和化學工程等領域的仿真分析。作為一款 多物理場仿真 軟件，COMSOL^® 軟件的所有產品模塊功能均可通過其平臺產品無縫集成。此外，您還可以通過 LiveLink? 產品輕松地與 CAD 以及其他第三方軟件進行交互。

提示：請查閱用戶案例庫，了解全球的企業和機構使用 COMSOL Multiphysics^® 的應用案例。

可執行的仿真 App 加速產品創新

任何持有 COMSOL Multiphysics^® 軟件許可證的用戶都可以開發和維護自己的仿真 App，同時，擁有 COMSOL Compiler™ 的用戶還能將這些 App 進一步轉化為獨立的可執行文件，并分發給任何人在全球任何地點運行。無論是組織內部還是外部的同事，都能通過這些獨立的仿真 App 來測試設計上的任何變更，而無需占用仿真專家的時間。即使是非仿真專業的用戶，也能利用這些仿真應用，根據特定輸入預測結果，并基于模擬結果做出決策，而無需了解如何設置和運行底層模型（在某些情況下，他們甚至不知道自己正在使用多物理場仿真技術）。

App 開發器提供的拖放功能，讓用戶能夠方便、快捷地在 App 界面中根據特定需求定制輸入和輸出組件和小窗口。這樣 ，App 用戶無需投入精力去開發仿真模型，就能受益于仿真的所有優勢。只需簡單點擊一個按鈕，您就能將仿真模型編譯成獨立的仿真 App。至于這些仿真 App，您可以自主決定是收費出售還是免費提供，是添加密碼保護還是無限制共享，以及是否設置有效期等。在使用 COMSOL Multiphysics^® 軟件開發獨立仿真 App 時，您擁有完全的控制權，包括 App 的開發數量、發布對象以及發布方式。

很多情況下，一些組織可能更傾向于完全控制誰有權訪問他們的仿真 App，以及哪些版本的 App 可供使用。對于這種情況，他們可以通過自己的 COMSOL Server™ 環境上傳、管理和運行他們的 App，而不是將它們編譯為獨立 App。COMSOL Server™ 提供管理工具，可用于管理用戶對 App、用戶帳戶和組的訪問以及多核處理器的利用。

利用代理模型開發實時計算的仿真 App

多年以前，COMSOL Multiphysics^® 就推出了 App 開發器和附加產品 COMSOL Compiler™ 。 2023 年，我們發布了使用機器學習訓練代理模型的功能，這使得開發快速計算的仿真 App 成為可能。 當您在仿真 App 中嵌入數據驅動的代理模型時，App 用戶將根據輸入的信息獲得近乎實時的仿真結果。代理模型經過訓練，能夠在不犧牲準確性的前提下，近似于成本更高的完整有限元模型的計算結果。如今，隨著 COMSOL Multiphysics^® 6.3 版本的發布，支持在顯卡上進行訓練，代理模型的訓練過程本身也更加快速。

計時器 事件功能可自動觸發方法的執行，無需執行如連接外部服務器、運行模擬或更新仿真 App 用戶界面等用戶交互。仿真 App 具備嵌入代理模型，并與外部傳感器、數據庫和 Web 服務等連接的能力后，App 還可以用于構建數字孿生系統。

COMSOL Multiphysics^® 6.3 新版本更多發布亮點

6.3 新版本升級了 COMSOL Multiphysics^® 平臺產品的核心功能，并在整個產品模塊中新增了許多新功能，為用戶帶來了比以往更強大的仿真功能。同時，增加了一個新模塊。

沒有人喜歡等待，尤其是在求解模型時。COMSOL 的開發團隊始終致力于提升求解速度，力求在保持精度的同時，縮短各類模型的求解時間。在 6.3 新版本中，最大的亮點之一是支持 GPU 在時域內對壓力聲學進行模擬，這意味著從事室內聲學工作的用戶將享受到比以往快 25 倍的仿真速度。

?辦公環境中的聲學

獲取更多 GPU 支持和聲學相關新功能，請訪問：聲學模塊發布亮點。

放電模塊

COMSOL Multiphysics^® 平臺新增了一個附加模塊，專用于預測放電對電力、航空航天、消費電子和醫療技術等系統性能的影響。新模塊功能豐富，可直接模擬氣體、液體和固體電介質中的放電，分析流柱、電暈、介質阻擋和電弧放電。如需了解更多功能，請訪問：放電模塊發布亮點。

變壓器油中的流注放電傳播。

自動修正幾何結構，生成高質量網格

得益于全新的幾何功能，COMSOL Multiphysics^® 可以自動檢測并刪除導入幾何中的微小細節和間隙。在創建用于網格劃分的幾何結構時，這可以節省大量時間，并生成更高質量的網格和更小的整體仿真尺寸。訪問幾何更新發布亮點，了解這些更新的實際應用。

改進用戶體驗，實現更高效的建模工作流程

仿真軟件必須易于使用才能為組織帶來最大價值。在 COMSOL Multiphysics^® 最新版本中，用戶界面（UI）的整體外觀有了更多變化，當縮小窗口尺寸時，功能區的大小也會與之無縫適應。新版本的適用性也有了多項改進，包括：

• 新增 數據查看器 窗口，用于檢查和編輯參數和聲明值，無論您在用戶界面中導航到哪里，都可以訪問該窗口。
• 改進了搜索和過濾功能，使用戶更容易找到所要查找的內容。
• 新的圖片顏色主題。
• 可視化功能使結果分析更加容易。

COMSOL Multiphysics 用戶界面煥然一新。

?當用戶查看模型的不同部分時，動畫相機過渡效果可確保流暢的移動。

詳細了解用戶界面和可視化功能的一系列更新，請分別訪問：COMSOL Desktop^® 發布亮點 和 結果與可視化發布亮點。

下一步

您是 COMSOL Multiphysics^® 新用戶嗎？歡迎聯系我們，我們可以根據您的業務需求分享與您研究領域相關的信息。

如果您想詳細了解新版本軟件的所有更新功能，請訪問： COMSOL Multiphysics^® 6.3 版本發布亮點。