В рамках нашего блога, помимо пользовательских историй и рассказов о функционале пакета, мы планируем освещать наиболее интересные события, посвященные численному моделированию и использованию пакета COMSOL Multiphysics®.
Сегодня мы анонсируем основные нововведения предстоящего релиза COMSOL Multiphysics® версии 5.3a, а также темы презентаций приглашенных докладчиков, запланированных на день COMSOL в Москве 26 октября.
Анонс нововведений новой версии COMSOL 5.3a
Серию ежегодных конференций пользователей COMSOL традиционно открывает конференция в Бостоне, где среди прочего, демонстрируется пред-релиз новой версии. В этом году, несколько дней назад была показана версия COMSOL 5.3a.
Кратко о наиболее значимых запланированных нововведениях:
- В акустических приложениях, в т.ч. при совместных расчетах акустических волн и вибраций в упругих телах (acoustic-structure interactions), добавлена возможность использования метода граничных элементов (BEM) для проведения гибридного FEM-BEM моделирования. Напомним, что актуальная версия 5.3 уже поддерживает BEM и FEM-BEM для задач коррозии и электростатики, а также при задании произвольных систем уравнений.
На изображении выше представлен результат расчета в FEM-BEM формулировке уровня звукового давления (SPL) вокруг динамика. В такой форме модель содержит 125 тысяч конечных элементов, 20 тысяч граничных элементов и порядка 250 тысяч степеней свободы (DoF). Решение подобной задачи исключительно методом конечных элементов потребовало бы порядка полумиллиарда конечных элементов для достижения сравнимой точности.
- Расширение возможностей геометрической акустики: добавлена возможность расчета импульсных откликов.
- Поддержка гибридных FEM-BEM вычислений для магнитостатики.
- Новая материальная модель для структурного анализа: сплавы с памятью формы (Shape memory alloy).
- Новый метод моделирования плазмы с ёмкостной связью.
- Поддержка устройств 3DConnexion® SpaceMouse®.
- Граничное условие для моделирования втекающих турбулентных потоков при решении CFD-задач.
- Расширение библиотеки материалов: 150 новых материалов и 1300 новых свойств материалов, в т.ч. для СВЧ-расчетов (в комплект к модулю Радиочастоты) добавлена база данных с релевантными свойствами подложек.
Релиз запланирован на ноябрь-декабрь этого года.
Объявлены приглашенные докладчики на день COMSOL в Москве
В самое ближайшее время, 26 октября, в Москве пройдет очередной российский день COMSOL.
Программа мероприятия рассчитана на полный день и состоит из живых демонстраций, практических мини-курсов, а также консультаций со специалистами COMSOL. Приглашенные докладчики поделятся практическим опытом применения пакета в таких областях, как МЭМС-технологии, оптика и электрохимия.
Среди мини-курсов запланированы как общие, так и специализированные. Так, две сессии будут посвящены обзору основных возможностей ПО, включая дайджест последних нововведений (версии 5.3 и 5.3a) и live-демонстрацию работы пакета.
На специализированных мини-курсах будет проведен:
- Разбор функционала COMSOL Multiphysics® для моделирования электромагнитных процессов: низкочастотная электротехника и электромеханика, СВЧ и оптические расчеты в различных формулировках (полноволновые задачи и приёмы геометрической оптики)
- Обзор построения и настроек междисциплинарных комплексных моделей
- Практический урок постобработки результатов моделирования и проведения визуализации и экспорта данных из расчетной модели
- Демонстрация решения задач по геометрической, параметрической и топологической оптимизации, а также обратных задач с помощью методов оптимизации
Одна из ключевых задач мероприятия — обеспечить площадку для общения и обмена опытом между различными пользователями COMSOL. Тут и тут можно ознакомиться с выступлениями на тему моделирования электротехнических систем и дугового разряда в электронике с прошлогоднего дня COMSOL в Сколково.
В числе приглашенных докладчиков на этот год:
Сергей Попков, ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова», г. Нижний Новгород
Разработка интегральных тензорезисторных преобразователей мембранного типа в COMSOL Multiphysics®
Доклад посвящен численному инженерному моделированию МЭМС-компонентов. В работе рассматривается ряд этапов по проектированию чувствительного элемента (ЧЭ) или первичного преобразователя микродатчика давления.
С использованием COMSOL Multiphysics® был проведен конечно-элементный расчет механических напряжений, вызванных термическим расширением – сжатием между мембраной ЧЭ и опорным кристаллом, и было исследовано влияние полученных деформаций на выходные характеристики ЧЭ. Рассмотрены результаты исследований механических напряжений – их распределение как в мембране ЧЭ, так и в системе опорный кристалл – корпус датчика.
Сергей Попков является старшим научным сотрудником ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» и параллельно занимается научной деятельностью в ННГУ им. Н.И. Лобачевского.
В 2014 г. получил степень к.ф.-м.н. по специальности «Физика полупроводников». Научные интересы включают исследование мелких и глубоких донорных центров в моноизотопном кремнии, дефекты в объемном материале и гетероструктурах, разработку чувствительных элементов приборов микросистемной техники (МСТ).
Александр Шалин, Университет ИТМО, г. Санкт-Петербург
Расчет оптических и плазмонных сил в COMSOL Multiphysics®
Будут рассмотрены основные методы реализации расчета оптических сил в COMSOL Multiphysics® как при помощи встроенного тензора напряжений Максвелла, так и путем использования собственных уравнений. Будет проведено сравнение с аналитическим расчетом, проанализированы расхождения. Далее будет рассмотрена дипольная наночастица, расположенная на плазмонной подложке, которая облучается плоской волной под углом либо гауссовым пучком. Показывается, что при этом возможно возбуждение однонаправленных плазмонов, вносящих существенный вклад в оптическую силу и приводящих возникновению новых оптомеханических эффектов, таких как притяжение наночастицы к источнику, усиление оптической ловушки, выталкивание наночастицы из пучка и оптическая сортировка.
Шалин Александр Сергеевич, д.ф.-м.н., зав. лаб. «Нанооптомеханика» Университета ИТМО. Область интересов: оптика, оптомеханика, диэлектрическая плазмоника, фотоника, фотовольтаика, метаповерхности.
Коллектив лаборатории ведет отличный паблик в ВК, где следит за актуальными работами из области оптики и использованием COMSOL Multiphysics® в них.
Оксана Лимановская, УрФУ им. Б.Н.Ельцина, г. Екатеринбург
Применение COMSOL Multiphysics® в моделировании электрохимических процессов
В докладе рассматривается модель анодного процесса на угольных анодах в криолит глиноземном расплаве. В модели предложен двух стадийный механизм процесса и дано его математическое описание. В среде COMSOL Multiphysics® проведен расчет модели при заданных параметрах и полученные результаты сопоставлены с экспериментальными данными. Сравнение велось для хронопотенциометрических кривых включения. Расчетная и экспериментальная зависимости близки, что свидетельствует об адекватности модели.
Оксана Лимановская является доцентом Уральского федерального университета им. Б.Н. Ельцина. В 2008 году получила степень к.х.н. по специальности «Физическая химия». Область научных интересов — моделирование технологических и информационных процессов, разработка экспертных систем.
Будем рады видеть вас 26 октября в конференц-центре "На Филипповском" в числе участников мероприятия. Подробности и регистрация на мероприятие:
Автор: Сергей Янкин
