Simulation

Comsol Multiphysics 5.3a bietet beispiellose Modellierungsmöglichkeiten

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Visualisierung des Strömungsfeldes eines Mischers, gerendert mit der Farbtabelle Cividis. Mit freundlicher Genehmigung vom Pacific Northwest National Laboratory (PNNL)
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Visualisierung des Strömungsfeldes eines Mischers, gerendert mit der Farbtabelle Cividis. Mit freundlicher Genehmigung vom Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) (Bild: Comsol)

Die Version 5.3a von Comsol Multiphysics und Comsol Server von Comsol Multiphysics bietet Simulationsexperten innovative Modellierungswerkzeuge und eine verbesserte Löser-Leistung.

Von Materialmodellen für Formgedächtnislegierungen (Shape Memory Alloy, SMA) über eine revolutionäre Methode für kapazitiv gekoppelte Plasmasimulationen (Capacitively Coupled Plasma, CCP) bis hin zu einer hybriden Boundary Elemente/ Finite Elemente (BEM-FEM) Methode für Akustikuntersuchungen sowie Akustik-Struktur-Interaktionen, profitieren Kunden aller Industrie- und Physikbereiche von den neuen Methoden und verkürzten Berechnungszeiten.

Äußere Geräuschentwicklung bei elektrischen Fahrzeugen modellieren

Comsol 5.3a bietet Akustikanalysen auf Basis der Boundary Elemente Methode. „Die kürzlich erfolgte Ergänzung von Comsol Multiphysics um die Boundary Elemente Methode wird es uns ermöglichen, große Schallabstrahlungsaufgaben, wie z. B. die äußere Geräuschentwicklung bei elektrischen Fahrzeugen, zu modellieren“, kommentiert Martin Olsen, Principal Engineer, Research, bei Harman Lifestyle Audio. „Wir freuen uns sehr über die große Bandbreite der in Comsol verfügbaren Methoden, von FEM und BEM bis hin zu Ray-Tracing. Die Möglichkeit, BEM mit FEM zu koppeln, führt zu einer äußerst vielseitigen Simulationsumgebung für die automobile Audio-Industrie“. Akustikingenieuren stehen damit umfassende Modellierungsmöglichkeiten zur Verfügung, mit denen sie die komplette Bandbreite akustischer Frequenzen - vom tiefsten Bass bis hin zu Ultraschall - analysieren können. Darüber hinaus stehen ihnen auch alle in der Software vorhandenen multiphysikalischen Kopplungen zur Verfügung.

Gerüst für die Modellreduzierung verfügbar

Mit der Veröffentlichung zweier Methoden, Modalanalyse und asymptotische Wellenform-Evaluierung (Asymptotic Waveform Evaluation, AWE), zur Reduktion der Berechnungskomplexität mathematischer Modelle, steht nun auch ein Gerüst für die Modellreduzierung zur Verfügung. Anwender von Live Link for Matlab erhalten durch eine dafür vorgesehene Exportfunktion des Zustandsraumes Zugriff auf reduzierte Modelle. Viele Kunden, insbesondere jene, die sich mit Strömungsdynamik (CFD) befassen, werden bei algebraischen Multigrid-Lösern (AMG) von einer bis zu 40 % verbesserten Leistung profitieren, bei geometrischen Multigrid Lösern (GMG) beträgt die Leistungsverbesserung bis zu 20 %. Darüber hinaus werden 3D Connexion Space Mouse Geräte unterstützt, was die Modellnavigation erleichtert. Die für Anwender mit eingeschränkter farblicher Wahrnehmungsfähigkeit optimierte Farbtabelle Cividis, ist nun für die Visualisierung von Feldgrößen verfügbar.

Integrierten Bibliothek thermodynamischer Kennwerte

Ingenieure im Bereich Verfahrenstechnik werden von der integrierten Bibliothek thermodynamischer Kennwerte profitieren, die nun Modelle für Gase, Flüssigkeiten und Phasengleichgewichte (Gas-Fluid) umfasst. „Die in der Software integrierten Thermodynamik- und Transport-Kennwerte ermöglichen eine schnelle, genaue und anwenderfreundliche Modelldefinition für Flüssigkeitsströmung, Wärmeübertragung und reaktive Strömungsmodelle. Die deutliche Verbesserung der Anwenderfreundlichkeit umfasst außerdem die Verwendung externer Pakete für thermodynamische Kennwerte, die über Standartformate in Comsol Multiphysics eingebunden werden können“, erläutert Ed Fontes, CTO, Comsol. Außerdem gibt es jetzt ein neues, sogenanntes „Realisierbares k-“ Turbulenzmodell, das für eine genauere Beschreibung von Strömungseigenschaften zur Verfügung steht. Darüber hinaus wurde für die Modellierung von Wärme- und Feuchtigkeitstransport in Baumateriealien und feuchter Luft eine vordefinierte multiphysikalische Kopplung eingeführt.

Methode für Plasmasimulationen, BEM für Magnetfeld-Analysen

Eine neue Methode für die Modellierung von kapazitiv gekoppeltem Plasma (CCP), die auf einer nichtlinearen periodische Zeitformulierung basiert, reduziert die Lösungszeit bei CCP Simulationen von Wochen auf Stunden. Im Bereich Elektromagnetik steht nun die Boundary Elemente Methode zur Verfügung, mit der Magnetfelder in Modellen mit großem Volumen/Oberflächen-Verhältnis mit hoher Genauigkeit, inklusive infiniter Bereiche, analysiert werden können.

Materialmodelle für Formgedächtnislegierungen

Bei der Auslegung von intelligenten metallischen Geräten, von Produkten der Biomedizin bis hin zur Unterhaltungselektronik, kann nun in der Simulation ein Formgedächtnislegierungswerkstoff (Shape Memory Alloy, SMA) eingesetzt werden. Ein SMA Material kann mit anderen physikalischen Phänomenen, wie z. B. Wärmetransport, gekoppelt werden. Anwender werden von der neuen Funktion für Festkörper-Balken-Verbindungen sowie einer neuen Technik zur Modellierung der Gewindekräfte bei Schrauben, bei der ein bestimmter Randbedingungstyp der Kontaktpaarung verwendet wird, profitieren.

Robustes Rendering in Simulations-Apps

Apps mit großen Diagrammen oder vielen Grafikfenstern enthalten nun eine verbesserte Rendering-Leistung. Dies führt zu einer reaktionsschnelleren Anwenderoberfläche. Anwender von Comsol Server haben mit der neuen Version die Möglichkeit, sich innerhalb des Firmennetzwerkes ohne Passwort einzuloggen und so schneller und einfacher Apps zu starten. Das Vorschaubild und die Beschreibung einer App können nun direkt über das Comsol Server Web-Interface geändert werden. Administratoren können Benachrichtigungen an alle Anwender senden, z. B., wenn ein Server zu Wartungszwecken heruntergefahren werden muss. Darüber hinaus gibt es eine neue Cluster-Verifizierungs-App, die standardmäßig mit Comsol Server installiert wird und es Administratoren ermöglicht, die Clustereinstellungen einfacher zu testen. Diese App ist auch in der regulären Comsol Multiphysics Installation für Netzwerklizenzen verfügbar. (jup)

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