COMSOL：用户必不可少的开发工具

近年来，COMSOL 软件以其强大的多物理场全耦合分析能力，充分迎合了现代仿真行业的发展趋势，受到了越来越多全球用户的青睐，并被广泛应用于航空航天、汽车、化学、医疗等多个专业领域。“确实，仿真软件的应用范围越来越广。因为现实中的物理现象并不是孤立发生的，譬如动力学必然伴随着热，而热会影响材料属性，如果想要改进设计，就必须考虑除了电与光之外的其他物理现象，这对设计研发人员来说需要考虑更多影响因素，面临的挑战也相当大。而COMSOL 软件可以对基于物理场的任何系统进行模拟与仿真，这也是其无可比拟的优势所在。”COMSOL 集团首席执行官Svante Littmarck 博士在COMSOL 用户年会2017 北京站期间接受本刊专访时说道。

 

尤其是对设计要求极高的汽车行业，已由传统的结构分析，发展到动力、材料、控制、舒适性、安全等各个细分领域，这也为COMSOL 迎来更多发展机遇。对此，Svante Littmarck博士坦言道：“在新能源领域，电池技术是制约其进一步发展的瓶颈。因为电池是一个复杂的电化学系统，必须兼顾高效和安全，同时还需要搭配有效的散热系统。而建模与仿真是帮助设计工程师实现对电池和电池系统的快速理解、设计方案优化，及其自动控制系统设计的必备工具。”Svante Littmarck 博士如是说。

 

为了给全球用户搭建互动交流的平台，每年COMSOL 都会举办用户年会，邀请从事仿真技术研究和应用的专家学者、高校科研人员、企业研发人员和工程师，深入交流，积极探索，分享当前国际仿真领域最前沿的技术与理念。Svante Littmarck 博士强调，”我们的目标是让不具备多物理场软件使用经验的工程师也可受益于数值仿真的强大力量。为实现这一目标，我们在COMSOL Multiphysics 软件中推出了‘App 开发器’工具，让用户可以定制仿真App。同时我们还发布了COMSOL Server 产品，方便用户通过网络浏览器或客户端来部署及访问仿真App。当然，这也为新老用户提供了一个有效的交流平台。”

 

随后，以汽车散热器为例，Svante Littmarck 博士详细剖析了COMSOL 软件强大的功能，“一种方式是增加散热器的体积来加强散热，但这将会增加车体的重量，此法不可取。另一种方式是提升管道泵的性能，因为管道泵的体积已经达到了上限，必须以最优的方式送入冷却液，以达到理想的冷却效果。为此，设计人员建立了复杂的微偏分方程、模拟散热系统、流体动力学方程等。而现在，他们可以使用COMSOL的App开发器，直接导入几何参数，大大缩短了开发时间。”COMSOL Multiphysics® 中提供了名为COMSOL Desktop® 的图形用户界面（GUI）和一系列针对常见应用问题的预定义物理场接口。

 

丰富的附加模块进一步扩展了COMSOL 多物理场仿真平台的各类应用，并实现了与第三方软件及其相关功能的对接。同时，基于不同专业领域的附加模块提供了针对电磁、力学、流体及化工等应用领域的物理场接口，是对COMSOL Multiphysics 中核心物理场接口的有力补充。各个模块之间的无缝耦合，有助于处理各种极具挑战性的多物理场问题。

 

据悉，最新版本的COMSOL Multiphysics 5.3a 已于2017 年第四季度发布，其中最引人注目的更新包括：基于混合边界元与有限元（BEM-FEM）方法的声学和声- 结构相互作用、可用于射线声学的脉冲响应、基于混合边界元与有限元（BEM-FEM）方法的静磁学、可用于结构分析的形状记忆合金（SMA）材料、针对电容耦合等离子体（CCP）仿真的革命性新方法、支持 3D Connexion® SpaceMouse®设备、可用于CFD 仿真且支持湍流的入口、“材料库”中新增150种材料和1,300 种材料属性、超过60 种可用于RF 和微波分析的基板材料属性。

 

谈及在中国市场的发展时，Svante Littmarck 博士说道：“COMSOL于2014 年进入中国，总部设在上海，拥有成熟的开发团队，可以非常快速地响应并服务本土用户。不可否认的是，中国市场的发展速度着实令人惊叹，COMSOL 美国总部也招聘了很多中国工程师，足以看出我们对中国市场的重视程度。近期，我们的重点是给中国用户提供更加专业的技术培训，因为熟练掌握仿真软件是开发过程中必不可少的步骤。接下来，我们将会持续加大在中国市场的投资力度，让COMSOL 软件可以服务更多专业用户。”