COMSOL Multiphysics和模块通用的新特性

• 对于单内核CPU，有限元矩阵（FEM）组装过程的速度得到了显著的提升，根据不同的模型，提升的速度从10%到100％不等，少数情况甚至高达30倍
  • 线性求解器的速度提高了5-20％
    • 瞬态求解器的改进使求解速度提高了2-8倍
      • 多核的速度提高了5-30％
        • 支持Intel 64位Mac
          • 导航窗口（Navigator）中引入了优化（需要优化实验室）和敏感性分析的应用模式，包括支持反向建模，参数估计，几何优化（形状优化），以及拓扑优化
            • 10个新模型用于介绍参数估计，反向建模，以及优化的新功能
              • 引入对非结构化函数求值（从非结构化网格中导入数据）的支持

网格

• 可直接对Parasolid几何模型进行网格剖分（需要CAD导入模块）
  • 改进了边界层网格的功能
    • 改进了扫掠网格剖分方法，支持N到1的扫掠
      • 支持在GUI中从四面体、六面体，或/和棱柱的混合网格转换到只有四面体或三角形网格
        • 支持直接导入NASTRAN格式的文件

         

         

         

         

         

后处理

• 支持生成GIF格式的图象和动画文件
  • 自定义色表（颜色刻度）
    • "精确导数校正”可以对应力、通量等进行更精确的后处理
      • 引入求和积分方法计算反应力等
        • 支持共享内存并行后处理绘图，提高了绘图速度，如3D中的片图，等位面图，求解域图，边界图，边图，变形图，以及流线图，2D中的表面图，等位线图，边界图和变形图

求解器

• 对于很多单向耦合（弱耦合）多物理场问题，例如热应力模型，使用改进并简化了的稳态分离式求解器可使得计算性能提升得到大幅度提高（速度增加和内存需求减少）
  • 引入了瞬态分离式求解器
    • 引入了广义-α瞬态求解器更适合对瞬态波（电磁，声，结构等）和流体动力学等问题进行求解，在具有相同精度的前提下提高2-8倍的求解速度
      • 引入了BiCGStab求解器
        • 引入了基于外存（写硬盘）的直接求解器PARDISCO
          • 可以对基于函数的h（网格）自适应
            • 提高了共享内存并行（SPOOLS的OpenMP版，并行后处理）
              • 参数求解器支持多参数扫描
                • 参数扫描功能得到了极大的改进，可以调用单求解器来运行多次改变模型参数的扫描
                  • 有限支持分布内存并行，在Linux集群上运行扫描时，对n个结点有n倍的提速

AC/DC模块

• 引入了在端口上指定电压和电流
• 导入Cadence Allegro和Mentor Graphics Board Station的PCB文件，由支持Valor ODB++格式的软件生成的XML文件同样可以导入
• 导入任何使用Artwork NETEX-G、通用Gerber以及钻孔文件格式的ECAD软件生成的PCB电路图
• 在图形用户界面（GUI）下直接使用虚功原理计算力
• 准静态/静态模型中引入折合电场强度，可以在其中指定一个已知的背景场只求解折合电场强度

声学模块

• 引入了声－结构耦合（预定义多物理场）应用模式
• 引入了预定义反应力变量和求和方法来计算广义反应力

CAD导入模块

在CAD导入过程的所有步骤中使用了Parasolid内核。因此对如下两项不需要转换成COMSOL几何对象：

• COMSOL网格生成器直接使用Parasolid几何表示
  • 在CAD装配体中使用Parasolid来搜索“对”
    • 更加灵活的修改：用户可对装配体的每一部分单独进行修复和削除
      • 在SolidWorks和Autodesk Inventor双向接口中支持几何参数扫描（在 Linux clusters中）
        • 引入Autodesk Inventor的双向接口
          • Mac平台引入CAD导入模块
            • 提高了内部COMSOL几何引擎质量

化学工程模块

• Navier-Stokes方程稳定性能得到了大幅度提高
• 由于装配体、迭代求解器和稳定性技术的提升，流体模型（CFD）的运行速度快了4-8倍
• level-set（水平集）方法得到改进，对于多相流模拟稳定性得到了大幅度改善
• 引入phase-field(相场)模拟多相流，增加相场应用模式
• 在Brinkman方程中加入了质量源项
• 新增粘弹性模型的案例
• 在材料库中新增气/液表面张力和气/液界面张力的数据

传热模块

• 轴对称辐射模拟
• 预定义多物理场中包括了变密度流体流动模拟
• 预定义多物理场流-固耦合关系中引入了传热过程
• 优化Galerkin蕞小二乘方法，处理流线扩散问题得到了大幅度改进

MEMS模块

• 在压电模式中支持衰减和损耗(结构衰减加上电介质和耦合损耗)
• 压电模式中支持应力硬化和大变形
• 支持SPICE电路
• 引入ECAD导入(见AC/DC模块)
• level-set方程更稳定，提高了多相流模拟的能力
• 在多相流中引入了phase-field(相场)应用模式
• 所有这些新特性也引入到结构力学模块

RF模块

• 支持SPICE电路
• 引入ECAD导入(见AC/DC模块)
• 电磁波应用模式中引入电路端口，例如传输线或天线与外接电路之间的接口
• 改进了轴对称模式

结构力学模块

• 引入粘弹性材料模型
• 引入超弹性Murnaghan材料模型用于模拟非线性声弹问题
• 引入了预定义的反应力变量和求和方法来求解反应力
• 引入熵的概念用于描述热源 (在所有的空间维度)
• 热-电-结构耦合应用模式(预定义多物理场)简化了焦耳热和热应力的模拟
• 改进了求解器中刚度矩阵的组装，3D问题的求解速度提高了5-30%