Modellierung Neue Softwareversion verbessert Modellierung und Simulation

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Comsol Multiphysics hat Comsol Multiphysics 4.4, die aktuelle Version der leistungsfähigen Plattform zur Modellierung und Simulation elektrischer, mechanischer, fluidtechnischer und chemischer Anwendungen, freigegeben.

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Comsol Multiphysics 4.4 glänzt mit neuem Desktop und verbesserten Werkzeugen für eine leistungsstarke multiphysikalische Modellierung.
Comsol Multiphysics 4.4 glänzt mit neuem Desktop und verbesserten Werkzeugen für eine leistungsstarke multiphysikalische Modellierung.
(Bild: Comsol)

ComsolMultiphysics 4.4 glänzt mit neuem New Comsol Desktop und verbesserten Werkzeugen für eine leistungsstarke multiphysikalische Modellierung. Die Version ist ab sofort als Download verfügbar.

Neue Benutzeroberfläche für Windows

Die Desktop-Umgebung enthält für die Windows Plattformen ein neues, sogenanntes Menüband-Design. Dadurch wird die Navigation vereinfacht und ist nutzerfreundlicher. Durch die Gliederung der Befehle und deren bedarfsgerechte Darstellung ist es mit dem Menüband einfacher, Werkzeuge zu finden und diese anzuwenden, was die Arbeitsabläufe deutlich beschleunigt.

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Die Befehle sind gruppiert und entsprechend der wichtigsten Modellierungsaufgaben geordnet. Diese wiederum sind unter den zugehörigen Karteireitern für Definitionen, Geometrie, Physik, Netz, Studie und Ergebnisse zu finden. Der Desktop bietet außerdem weitere Verbesserungen des Arbeitsablaufes, wie beispielsweise die „Ein-Klick“-Auswahlfunktion, die eine schnellere Auswahl im grafischen Fenster ermöglicht. Mit dieser Funktion können die Anwender mit dem Mauszeiger über einen Rand oder einen Bereich fahren, um diesen zu markieren und ihn mit einem einzigen Klick auszuwählen.

Eine weitere beachtenswerte Funktion ist eine neue, sich automatisch vervollständigende Suchfunktion, die es den Nutzern ermöglicht, schnell unter den vielen, beim Arbeiten mit multiphysikalischen Modellen erzeugten Variablen die benötigte Postprocessing Variable zu finden.

„Die neue Anwenderoberfläche von Comsol 4.4 ist außerordentlich benutzerfreundlich. Die gut strukturierte Übersicht über alle verfügbaren physikalischen Phänomene und ihre jeweiligen Funktionen ermöglicht eine hervorragende Anwenderführung“, sagt Ed Fontes, Chief Technology Officer bei Comsol AB. „Das Menüband bietet den Anwendern ein klares Bild ihres Arbeitsablaufes für den jeweiligen Modellierungsprozess und hilft ihnen dabei, die verfügbare Funktionalität für jeden zu berücksichtigenden Schritt schnell und einfach zu finden.“

Neue Kopplungsfähigkeiten

Darüber hinaus ist nun im Modellierungsbaum auch ein komplett neuer Multiphysik-Knoten zum vereinfachten und verbesserten Aufbau von Multiphysik-Modellen verfügbar. Er gibt den Anwendern einen besseren Überblick über die möglichen Kombinationen verschiedener physikalischer Anwendungen, indem sie die entsprechenden multiphysikalischen Kopplungen einfach aus einer Liste auswählen können.

„Unsere langjährige Erfahrung als Marktführer im Bereich Simulation multiphysikalischer Anwendungen war die Grundlage für die Entwicklung dieser neuen Methode zur Steuerung des Modellierungsablaufes“, sagt Bjorn Sjodin, VP of Product Management bei Comsol, Inc. „Der Multiphysik-Knoten bietet einen umfassenden Überblick über alle im Modell verfügbaren Kopplungen. Anschließend kann man steuern, wie multiphysikalische Phänomene berücksichtigt werden, indem man entscheidet, wie die in der Simulation zu berücksichtigende Physik mit den anderen in Wechselwirkung steht.“

Einführung des Mixer-Moduls

Das neue Mixer-Modul, ein Zusatzmodul des CFD-Moduls, wurde speziell für die Analyse von Rührmischern und Reaktoren, wie sie bei der Herstellung von Arzneimitteln, Lebensmitteln, Feinchemiekalien und Konsumgütern verwendet werden, entwickelt. Mit seinen zugeschnittenen Funktionen für die Simulation von Mischer- und Impeller-Designs sowie von Konzentrationen, Geschwindigkeiten und Temperaturprofilen ist das Mixer-Modul ideal für die präzise Modellierung einer Vielzahl industrieller Prozesse geeignet.

Das Mixer-Modul erweitert die bislang im CFD-Modul enthaltene Anwendung für Rotationsmaschinen um die Möglichkeit, turbulente und laminare Strömungen, newtonsche und nicht-newtonsche Flüssigkeiten sowie nicht-isotherme und reaktive Strömungen und freie Oberflächen modellieren zu können. Als Ergebnis der Simulation mit dem Mixer-Modul erhält der Anwender eine Reihe von mischer-spezifischen Größen, wie die Mischeffizienz, Leistungsaufnahme und die Impeller-Pumpzahl.

Die Funktionen im Überblick

In Comsol Multiphysics 4.4 wurden darüber hinaus viele bereits existierende Funktionen der Software noch einmal deutlich verbessert:

  • Geometrie und Netz – Die Verbesserungen der Kernfunktionalität umfassen neue Geometrieteilsequenzen für anwenderdefinierte geometrische Grundelemente, if/else Statements im Modellbaum zur Geometrieerstellung und den Netzexport im NASTRAN Datenformat.
  • Mechanik und Akustik – Das Structural Mechanics Modul bietet nun einen einfachen Zugriff auf Rotordynamik-Kräfte und beinhaltet eine neue „Fast Penalty“ Methode für Kontakte. Dem Multibody Dynamics Modul wurden Gelenke mit Reibung und drei neue Gelenktypen hinzugefügt. Darüber hinaus sind im Fatigue Modul nun neue Evaluierungsmethoden für nichtlineare Materialien und thermische Ermüdung enthalten. Das Acoustics Modul ermöglicht mit Version 4.4 Aeroakustiksimulationen, die auf linearisierten Euler-Gleichungen basieren und ermöglicht so bessere Simulationen von Geräuschen in Flugzeugtriebwerken, Schalldämpfern und Gaszählern.
  • Wärmeübertragung – Das Heat Transfer Modul bietet nun zwei schnelle und speichereffiziente Methoden zur Modellierung von Strahlung in teiltransparenten Medien, den thermoelektrischen Effekt und Erwärmung von biologischem Gewebe.
  • Fluid – Im CDF-Modul kann nun für turbulente Strömungen die Oberflächenrauigkeit angegeben werden. Außerdem gibt es eine effizientere Auslassrandbedingung. Die Massen- und Energieerhaltung bei laminarer Strömung wurde dank der aktualisierten Strömungsformulierungen deutlich verbessert.
  • Elektrisch – Das AC/DC Module enthält nun eine Materialbibliothek für nichtlineare magnetische Materialien. Eine neue Funktion im RF-Modul ermöglicht die Simulation von Komponenten mit Anschlüssen an inneren Modellrändern. Das Wave Optics Modul beinhaltet nun Streuung mit einem gaußschen Hintergrundfeld und eine Laser Heating Schnittstelle. Das Semiconductor Modul wurde deutlich verbessert, so umfasst es nun auch Heteroübergänge sowie Werkzeuge für Stoßionisation.
  • Allgemein – Das Optimization Modul wurde um eine gradienten-basierende Methode für Topologieoptimierung sowie um eine gradienten-freie Methode für die Optimierung geometrischer Abmessungen erweitert. Partikel-Feld- und Fluid-Partikel-Wechselwirkungen können nun mit einer neuen effizienten Methode einfach im Particle Tracing Modul modelliert werden.
  • Schnittstellen – UAnwenderdefinierte Selektionen können nun in LiveLink™ für SolidWorks und Werkstoffselektionen und Materialbezeichnungen in LiveLink™ für Inventorsynchronisiert werden. Das EDAD Import Modul ermöglicht jetzt die multiphysikalische Simulationen im ODB++ Format für Leiterplatten (PCB) Designs.

(mz)

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