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COMSOL仿真学习交流

comsol中的固体瞬态加热建模（适用于任何涉及瞬态加热的情况）

一、 几何建模COMSOL Multiphysics 提供丰富的工具，供用户在图形化界面中构建自己的几何模型，例如 1D 中通过点、线，2D 中可以通过点、线、矩形、圆/椭圆、贝塞尔曲线等，3D 中通过球/椭球、立方体、台、点、线等构建几何结构，另外，通过镜像、复制、移动、比例缩放等工具对几何对象进行高级操作，还可以通过布尔运算方式进行几何结构之间的切割、粘合等操作。COMSOL Multiphysics 以 Parasolid 格式为 CAD 内核，可以完美地导入当前大部分专业 CAD 软件制

密度梯度限制理论–半导体器件仿真一、静电和电荷载流子守恒半导体器件的物理场仿真包括由电场（漂移）和载流子浓度梯度（扩散）驱动的载流子迁移。电场（V/m）由准静态假设下的静电方程式给出：式中， 是介电常数（F/m）， 是电荷密度（C/m3）， 是电势（V）。电荷密度 由空穴、电子、电离的施主和电离的受主浓度（1/m3）（分别为 , , 和 ）给出。式中， 是基本电荷（C）。电子和空穴浓度（ 和 ）受以下连续性方程给出的守恒定律约束：式中， 是时间（秒）； 和 是电子和空穴的电流密度（A

一、在设计工作流程中使用拓扑优化结果拓扑优化是一项有用的功能，它可以找到我们无法合理想到的设计。我们可以基于拓扑优化的结果提出新的设计，然后对其进行进一步的仿真分析。但是，我们该怎么做呢？我们可以用comsol进行二维和三维模拟、剖分网格的几何形状，或者用一个代表拓扑优化结果的导入网格。在 COMSOL 中，我们可以直接使用它们，也可以将其导出到各种 CAD 软件平台。下面，我们首先研究如何创建几何结构，然后再讨论如何跳过创建几何的步骤，直接通过导入和修改网格进行仿真。二、如何在COMSOL中生成拓扑

如何基于光学显微镜图像对材料结构进行仿真分析。一、材料的性能很大程度上取决于其结构。材料微观组织通常包含性质不同的 2 个相或多个相。材料生产的每个环节，都会在材料组织上以孔的形状和体积，夹杂物的取向和大小等形式留下痕迹。因此，定量结构表征对于评估材料的性能及其在实际应用中的性能至关重要。二、什么是合成石墨合成石墨是一种具有高热导电性和优越的化学惰性材料，在惰性气体和高温中具有稳定性，被广泛应用于高温和腐蚀性化学环境。在所有的合成石墨种类中，等静压细晶粒石墨的结构最精细和均质性（各向同性）最好，常用于

1、数据集(Data Sets)就是数据的集合，也就是计算结果数据存储的地方，它也应该被理解为一种“源”，比如我们创建了一个绘图组，我们必须给该绘图组指派数据源，否则无法绘图。数据集有维度，比如面域上的数据就是2D数据集，体域上的数据就是3D数据集2、创建派生值，我们可以对数据集中的数据进行二次处理，比如在域内寻找物理量的最大/最小值，再比如在域内对物理量进行积分，如果在域内对常数1积分，那么就得到域的体积（或面积、长度）。派生值的计算结果会被存储在表格节点中，在绘图组中以表格为数据源即可展示结果。3、

金属独一无二的光学性质在很多科研和应用方面起到关键的作用，比如超材料、等离激元、超透镜、亚衍射光学聚焦、光学天线以及表面增强拉曼散射等。贵金属的趋肤效应主要其良好的导电性质，将电磁波局域在表面，很难穿透到其内部。贵金属的趋肤深度在纳米光学中具有重要的应用，可以在微波、太赫兹、红外、可见、深紫外等宽波段上应用在超材料和等离激元等领域。给大家分享一篇发表在Nature Photonics上的工作（Nature Photonics, 2009, 3(3): 152.），介绍COMSOL在金属纳米狭缝来增强太赫兹

标选中网格，右键，选统计，根据单元质量直方图检验网格的好坏。一般可以根据物理场自由剖分三角形网格。也可以用映射、分布的功能去定义各个几何模块不同的网格划分密度。网格划分的越粗，计算的越快，过粗会不收敛；网格划分的越细，计算速度越慢，但精度较高。还有就是模型的计算速度不单单与网格划分有关，与初始值设置，边界条件选择以及物理参数选取等都有很大的关系。搞有限元关键要搞清模型的本构关系，最好知道它的计算原理，然后有针对性的去调试。最后要注意计算时的相对容差设置，相对容差设置大一些，计算速度会加快，但计算精度会下降

一、内存对于计算机而言，最重要一个因素是，要有足够的物理内存 (RAM) 来求解您要处理的最大模型，并且您已正确安装内存。如果没有足够的内存，那么无论您选择什么样的硬件，计算机的运行速度都会明显下降。1、您可以通过求解一些与待求解的最大模型相似但更小的模型来预测内存需求，测试模型包含的物理场与您要在最大模型中求解的相同。监视所用的内存以及自由度，这些信息报告在“求解器日志”中。将曲线拟合为 A x (dof)^N 形式的表达式，其中 A 和 N 是拟合系数，dof 是自由度数，您可以据此预测较大模型的内

一、电磁损耗的热源有多种类型。我们可以使用 COMSOL软件的内置功能计算所有的电磁热源（准静态或高频状态）；软件中预定义的接口包括焦耳热，感应加热，微波加热 和激光加热。1、焦耳热多物理接口耦合了固体传热 与电流 接口（AC/DC 模块）。它考虑了由传导电流和介电损耗产生的热量。使用 焦耳热接口模拟电阻装置。2、感应加热多物理接口耦合了固体传热与磁场接口（AC/DC 模块）。它考虑了由感应电流和磁损耗产生的热量。3、微波加热多物理接口耦合了固体传热 与电磁波，频域 接口（RF模块）。它考虑了高

COMSOL软件及其大多数附加模块均有内置材料库，这些材料库包含材料及相关材料特性数据。自 5.5 版本开始，COMSOL 软件中还增加了一个附加产品-材料库，包含多达 24 种材料属性，可以模拟 3800 多种材料。所有这些属性均带有参考信息。几乎所有的材料属性都可以定义为温度T的函数，我们可以将传热仿真中的温度场仿真结果作为此函数的输入值。材料属性包括：导热系数、热膨胀系数、恒压热容、电导率、密度、杨氏模量、泊松比、屈服应力和硬化曲线、动态黏度；注意：特定材料的材料属性取决于材料的类型。材料库中

一、导数、微分1、比如某变量称为u，那么在COMSOL中ux就代表对u对x求导，即du/dx。2、当然COMSOL也提供了微分算子，比如d，使用d(u,x)可以达到与上述ux一样的效果。3、因为COMSOL自带的一个方程只是对某些变量求微分，当我们需要对自己想要求微分的变量进行操作时，使用d(函数，因变量)就可以实现了。4、还有一种是pd，使用pd(u,x)计算出的结果和上述ux就不一样了，这里pd虽然也是求导，但链式法则不再适用；举个例子：u+x, 其中u是x的函数。使用d(u+x, x),

一、几何单元的类型目前有四种不同的三维单元类型：四面体、六面体、棱柱，以及金字塔形：可以任意组合这四种单元来对任何三维模型进行网格剖分。二、不同几何单元适用范围1、四面体单元四面体单元是 COMSOL 中大部分物理场的缺省单元类型。四面体也称简化网格，简言之，它是指任何三维体都可以利用四面体进行网格剖分，而不论其形状或是拓扑如何。它们也是唯一一种可用于自适应网格细化的单元类型。因此，四面体通常是您的第一选择。2、六面体、棱柱和金字塔形仅用于确实需要时。首先应注意的是，这些单元并非总能剖分具体几

一、在 COMSOL 中提供了两种变形网格形式可供选择，分别是动网格 (ale) 和变形几何 (dg)；这两者的使用方法完全一样，只是适用场景略有不同：1）当我们希望明确定义材料在域中每点处的应变时，应使用移动网格接口。它特别适用于模拟固体域的形变可以完全确定的情况。体积的变化说明材料被拉伸或压缩，但总质量保持不变。2）当只需定义域边界处的形状时，可以使用变形几何接口。它最适合模拟流体域。域总体积的变化说明了模型质量的增加或减少。这里以动网格为例来进行介绍，首先我们需要在模型开发器中添加动网格物理场，依

1、必要的理论知识是必不可少的。面对一个课题或者项目，你必须明白其中涉及的物理场，以及描述这些物理场的数学方程，相关的约束（或者说边界条件），材料属性，根据理论知识是否能够推理哪些因素可能会影响模型的收敛性。有了上述基础，你才能正确使用软件，选择合适的建模步骤，包括物理场接口、材料属性、边界条件、网格、求解、后处理分析等。2、快速入门：参加培训软件是一个工具，要想学好软件，最好的方法就是多动手练习。新手小白在入门之初往往会遇到很多报错不知道如何解决；所以，最佳的入门方法当属参培训、培训的时候老师一般会