COMSOL學習經驗（不定期更新中哦~）

COMSOL的自學方案

• 1. COMSOL 的簡介
• • 1.1. 發展曆史
  • 1.2. 可以解決哪些實體問題？
  • 1.3. 豐富的可視化和後處理工具幫助展示模組化結果
  • 1.4. 仿真 App 在分析、設計和生産之間架起溝通的橋梁
• 2. COMSOL的入門
• • 2.1. 安裝
  • 2.2 學習資源
  • 2.3. 基本學習思路
• 3. COMSOL 的初階使用
• • 3.1. 官網的經典入門教程——busbar
  • 3.2. 課題組内的模型教學
  • • 3.2.1. 模型的實體背景
    • 3.2.2. Step by Step
    • 3.2.3. 後處理技術
• 4. COMSOL 的進階使用

1. COMSOL 的簡介

1.1. 發展曆史

COMSOL 緻力于為工程界和科學界提供多實體場模組化的軟體解決方案。我們是一家快速成長的高科技工程軟體公司，具有雄厚的技術實力，以及作為行業上司者的前瞻性視野。公司于1986年7月成立于瑞典 的斯德哥爾摩，經過多年發展，已經在全球各地成立了辦公室，包括巴西、中國、丹麥、芬蘭、法國、德國、印度、意大利、荷蘭、挪威、俄國、瑞士、英國以及美國等。

1.2. 可以解決哪些實體問題？

用 COMSOL Multiphysics 模組化意味着，您可以在一個軟體環境中，任意地切換電磁學、結構力學、聲學、流體流動、傳熱和化學反應現象，或通過偏微分方程組模組化的任何其他實體場等多個仿真。您還可以在單個模型中将這些領域的實體現象進行組合。COMSOL Desktop 使用者界面為您提供了完整的仿真環境和始終一緻的模組化工作流程，無論您想要分析和開發哪種類型的設計或過程，都可以遵循同樣的模組化流程。

請點選本行的藍色字型進入檢視各子產品的詳細介紹。

1.3. 豐富的可視化和後處理工具幫助展示模組化結果

盡情展示您的仿真結果吧！COMSOL Multiphysics 提供了強大的可視化和後處理工具，可以幫助您以簡潔有效的方式展示您的仿真結果。您可以使用軟體的内置工具，也可以在軟體中輸入數學表達式，通過派生實體量來增強可視化效果。是以，您可以在 COMSOL Multiphysics 中生成與仿真結果有關的任何實體量的可視化效果。

表面圖呈現了汽車消聲器中的聲壓級的可視化效果（上），一維圖中繪制了傳輸損耗随頻率的變化情況（下）

可視化功能包括表面圖、切面圖、等值面圖、截面圖、箭頭圖和流線圖等衆多繪圖類型。軟體提供一系列數值後處理工具用于計算表達式，例如積分和導數。您可以計算實體、表面、曲邊以及點上的任意實體量或派生實體量的最大值、最小值、平均值和積分值。許多基于實體場的子產品還包含了特定工程和應用領域的專用後處理工具。

1.4. 仿真 App 在分析、設計和生産之間架起溝通的橋梁

在許多組織中，往往都是少數的數值仿真專業人員需要為一個龐大的群體服務，後者通常是從事産品開發、生産人員，或者研究實體現象和過程的學生。為了順應這一市場需求，COMSOL Multiphysics 提供了開發仿真 App 的強大功能，借助App 開發器，仿真專業人員可以為原本通用的計算機模型建立直覺且極具特色的使用者界面 - 開發随時可用的定制 App。

随時可用的螺旋型靜态混合器 App。即便是不具備仿真專業知識的使用者，也能夠通過改變葉片的數量和尺寸，以及單體的液體屬性和入口速度，輕松地通過仿真來分析系統的混合效率

2. COMSOL的入門

2.1. 安裝

支援正版！

2.2 學習資源

A. 官網擁有全球最完備的資源

B. 課題組内的模型

C. 參加 COMSOL 的年會和官方教育訓練

2.3. 基本學習思路

推薦的基本學習 COMSOL 的思路：

簡單地解釋一下：首先需要了解軟體的基本操作方法和流程，然後是熟悉并掌握課題組内所建構過的模型。接着參加 COMSOL 的年會，與更多大牛們交流心得和解疑是最快的提升途徑。接着，我建議再一次回看官網上的學習資源，掌握軟體的操作和技巧。這時，你一定會有不同的收獲。

3. COMSOL 的初階使用

初階就是一個從 A 到 B 的過程，是以主要分為兩個子產品：

1. 通過官網的免費網絡研讨會（線上和線下）學習 COMSOL 的基本操作
2. 課題組内的模型，要求：熟悉後能獨立模組化；明白每個方程的意義和邊界條件的設定依據；熟練的後處理技術

3.1. 官網的經典入門教程——busbar

母線闆中的焦耳熱模型。母線闆是一種高效輸送電流的配電裝置。當我們向母線闆中，通上直流電，電流受電阻的阻礙而發熱，焦耳熱通過熱傳導把熱量擴撒到整個母線闆，并進一步以對流傳熱的方式将熱量傳遞到空氣中去。我們需要計算由于焦耳熱産生的溫升。

母線闆由銅制成，螺栓由钛合金制成

這裡我們将通過一個半小時的課時來教大家 COMSOL 的基本操作和這個案例是如何一步一步搭建的。這樣的 Step by Step 的教程是非常不可多得的，是以也請大家珍惜并好好掌握，開個好頭。

詳細的教程連接配接，請點選這個藍色字型。

3.2. 課題組内的模型教學

能源危機，環境污染和氣候變化是目前世界各國面臨的問題，近年來，中國以化石能源為主的能源消費結構仍未改變，非化石能源的占比依然很低，是以從周圍環境中擷取清潔能源對我國的可持續發展至關重要，除了人們熟悉的太陽能、風能等，江河入海口的鹽差能也是一種有潛力的清潔能源。

江河入海口鹽差能利用示意圖

鹽差能是高鹽濃度海水和低鹽濃度淡水之間以鹽度差形式存在的一種自由能，據計算，在河水流入海洋的過程中，每立方米河水消耗了2.3 MJ 的自由能，相當于240 m高的瀑布所損失的重力勢能，是以具有鹽度梯度的江河入海口也被稱為“鹽差瀑布”。在世界範圍内，可利用的鹽差能約為2.4 ~ 2.6 TW，接近目前為止全球的電力的總消耗。是以對鹽差能的利用成為了目前的一大熱點問題。

3.2.1. 模型的實體背景

電場與傳質場的強耦合，詳細的操作和内容講解，請看我上傳的視訊，點選這裡的藍色字型進入。

3.2.2. Step by Step

建議用雙屏，邊看教程邊動手操作，也可手機看視訊，電腦操作。點選這裡的藍色字型進入視訊教程。

3.2.3. 後處理技術

通過提取積分橫截面上的離子流密度，可以計算出納米通道中的淨電流。在軟體中，選擇孔道中央區域的積分線作為研究對象，在表達式中輸入：

(tds.ntflux_cp-tds.ntflux_cn)*F_const

上式表示該處的陽離子與陰離子法向總通量之差（機關：mol/(m·s)）與法拉第常數（機關：m·s·A/mol）的乘積，即為我們所求的動電流。

4. COMSOL 的進階使用

通過 COMSOL 軟體中的案例庫就可以自學并掌握許多主流模型。具體的思路：先模仿、再了解和讨論、最後自己獨立模組化。

這裡，推薦幾個連結：

1. 關于什麼是擴散系數，以及如何在軟體中展現擴散系數→點選藍色字
2. 經過COMSOL中國翻譯的“多實體場仿真百科”→點選藍色字
3. 已翻譯的産品文檔→點選藍色字
4. 程式報錯問題集，這是在工程師為客戶解決問題時總結的庫檔案，大家有問題可以現在其中找尋可能的解決辦法→點選藍色字