功能强大的多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics.pdf

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全球第一款真正的多物理场耦合分析软件
——COMSOLMultiphysics

COMSOLMultiphysics是一款大型的高级数值仿真软件，它是以有限元法为基础，通过求解偏微分方
程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真，被当今世界科学家称为“第一款真正的任
意多物理场直接耦合分析软件”。用数学方法求解真实世界的物理现象，COMSOLMultiphysics以高效的计
算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。目前已经在声学、生物科学、化
学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、
多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。
COMSOLMultiphysics起源于MATLAB的Toolbox，最初命名为Toolbox1.0。后来改名为Femlab1.0
（FEM为有限元，LAB是取自于Matlab），这个名字也一直沿用到Femlab3.1。从2003年3.2a版本开始，
正式命名为COMSOLMultiphysics，目前最新版本为2008年发布的3.5a。到现在，COMSOLMultiphysics
已经成为一套很完善的通用数值分析软件，下图是软件的整体构架：

COMSOLMultiphysics软件设计理念独特，她抛弃了传统意义上的单元（库）的概念，抛弃了网格划
分时单个单元刚度矩阵的概念，将多个偏微分方程（组）直接组装成一个总的刚度矩阵。这样出现的结果
即是，不管求解多少个物理场，我们只需选择对应的偏微分方程进行任意组合，软件自动联立求解，实现
任意多物理场、直接、双向实时耦合。
在全球各著名高校，COMSOLMultiphysics已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工
具，在全球500强企业中，COMSOLMultiphysics被视作提升核心竞争力，增强创新能力，加速研发的重
要工具。2006年COMSOLMultiphysics再次被NASA技术杂志选为"本年度最佳上榜产品"，NASA技术杂
志主编点评到，"当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOLMultiphysics是
对工程领域最有价值和意义的产品。"

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COMSOLMULTIPHYSICS软件体系
COMSOLMultiphysics的界面操作环境内建前处理、求解和后处理功能，建模分析过程中的各个步骤
（几何模型绘制、指定材料特性和边界条件、剖分网格、求解以及结果后处理）都变得非常的容易实现。基
于大量的预定义的应用模式，涵盖流体、传热、结构力学、电磁场、化学反应、地球科学及多场耦合模型，
以及自定义偏微分方程，帮助用户十分迅速的建立分析模型。材料属性、载荷、边界条件可以定义为基于
独立变量的任意函数。
专业模块
COMSOLMultiphysics是多场耦合计算领域的伟大创举，它基于完善的理论基础，整合丰富的算法，
兼具功能性、灵活性和实用性于一体，并且可以通过附加专业的求解模块进行极为方便的应用拓展。
•低频电磁场模块(AC/DCModule)
•声学模块(AcousticsModule)
•化学工程模块(ChemicalEngineeringModule)
•地球科学模块（EarthScienceModule）
•热传导模块(HeatTransferModule)
•微系统模块(MEMSModule)
•高频电磁场模块（RFModule）
•反应工程实验室(ReactionEngineeringLAB)
•结构力学模块(StructuralMechanicsModule)
•优化实验室(OptimizationLAB)
•CAD导入模块(CADImportModule)
•材料库（MaterialLibrary）

外部接口
•MATLAB和SIMULINK联合编程
•EACD电子电路版图导入
•MatWeb材料库导入
•Simpleware/Mimics接口
•SolidWorks/AutodeskInventor实时交互
•SPICE/PSPICE电路语言接口

系统平台
平台操作系统处理器
Windows2000withServicePack4或更新
32-bitwindowsWindowsXPwithServicePack2或更新PentiumⅢ或更新
WindowsVista
WindowsXPProfessional