Comsol学习笔记1:三种瞬态求解器的选择

最近在求解一个瞬态问题,计算结果不收敛。研究了一下comsol提供的三种瞬态求解器。

1,向后差分公式BDF
稳定性是它的最大优势。它一种使用向后差分公式的隐式求解器,其精度在一阶(也称为向后欧拉法)到五阶之间变化。向后差分公式法的使用已经有很长的历史,并以其稳定性而著称。然而,该方法会产生严重的阻尼效应,低阶方法尤其如此。会严重衰减任何高频。即使预计得到的解具有陡峭梯度,但由于该方法的阻尼效应,您可能会得到在时间上非常平滑的解。向后差分公式法也是一种“微分代数方程”(DAE)求解器。

2,广义α方法
广义α"的属性与二阶向后差分公式类似,但底层技术不同。该方法包含一个参数(文献中称为g),用于控制高频阻尼的程度。与向后差分公式(最高二阶)相比,“广义∝"具有更小的阻尼,因此更准确。其稳定性也较差。在 COMSOL中,“广义∝"的实现表现为检测哪些变量在时间上是一阶,哪些是二阶,然后对这些变量应用正确的公式。即使广义∝"常用于求解微分代数方程,但该方法并不是正式的微分代数方程求解器。
两种隐式计算方法的区别:
向后差分公式比广义∝”更稳定、更通用,但同时会引入更多的阻尼。因此,对于结构力学、声学和瞬态电磁波等对过度耗散敏感的应用,“广义α″是默认的瞵态求解器。在传递等其他应用中,通常需要较高的稳定性,因此默认使用向后差分公式。

3,显式龙格-库塔方法
显式龙格-库塔方法是显式计算的方法,最适用于“常微分方程组”,但对于涉及“偏微分方程’的问题,往往不是很有效。

ref:COMSOL官网:向后差分公式、广义 α 方法以及显式龙格-库塔方法.http://cn.comsol.com/support/knowledgebase/1062

### Comsol 稳态求解器未定义变量错误解决方案 当在Comsol中使用稳态求解器时遇到未定义变量(NaN/Inf)的错误,这通常意味着计算过程中出现了数值不稳定的情况。为了有效处理这类问题,可以从以下几个方面入手: #### 调整仿真参数 减少仿真的结束步长`t_end`有助于缓解由于过大时间跨度引起的数值不稳定性。具体做法是在设置输出时步`range(0, t_stepsize, t_end)`时适当减小总仿真时间的最大值,建议每次调整幅度不超过一个数量级[^3]。 #### 修改网格配置 优化网格划分对于提升求解精度至关重要。合理的选择网格密度和分布能够改善局部区域内的场量变化描述准确性,从而降低出现异常值的概率。针对特定物理现象集中发生的部位增加网格细化程度不失为一种有效的策略[^1]。 #### 设置合理的初始条件与边界条件 确保所设定的初边值满足实际物理意义,并且相互之间不存在逻辑冲突。不合理或过激的初始状态可能会导致瞬态响应剧烈波动进而引发溢出等问题;同样地,不当的边界约束也可能造成内部节点处产生奇异点。 #### 使用适当的求解算法 根据模型规模选取适合类型的求解器——直接法适用于较小尺寸的问题域,而迭代法则更擅长应对大规模复杂场景下的线性方程组求解任务。正确匹配二者可极大限度发挥软件性能优势并规避潜在风险。 ```matlab % MATLAB脚本示例:修改研究步骤属性以适应新的求解需求 model.sol("sol1").feature("st3").set("studystep", "stat2"); ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值