COMSOL：人人可用的多物理场仿真

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。

COMSOL 多物理场仿真软件用户年会2018上海站于近日成功召开。年会汇聚了300多位来自不同行业的COMSOL用户，精彩的技术主题演讲，丰富的研究成果分享，热烈的设计思维碰撞，都让与会者受益良多。此外，与会者还参观了海报厅内展示的80多名用户分享的各自使用 COMSOL 软件的研究成果，内容涵盖传热、流体、力学、电磁、声学，以及电池等领域的前沿应用。

会上，本刊有幸采访到了COMSOL中国总经理陈蕾博士以及技术总监王刚博士，让我们来听一听他们对于仿真技术的市场和趋势都有哪些看法。

灵活耦合多种物理现象 降低研发成本

随着科技的高速发展，工业领域迎来新一轮的技术变革，工程师在产品设计阶段所要面对的挑战越来越多。仿真软件可以作为工具分析工程中发生的各种物理现象，用来指导实际的生产和设计，大幅加快设计进程，减少研发及生产成本，缩短产品上市周期。COMSOL仿真软件的主要用户来自于具有科技领先地位的技术型企业、研发中心、国家实验室以及高校的广大工程师和科研人员，用于仿真模拟工程、制造和科研等各个领域的设计、设备及过程。

仿真软件行业的发展是随着数值计算和计算机技术发展的变革而进步的。早期受硬件资源和数值仿真技术的限制，多以单一物理场为主。随着计算机硬件资源的快速发展，软件开发迅速、数值分析能力的提升，整个仿真软件领域的产品越来越成熟。COMSOL即为多物理场耦合的个中翘楚，其在多物理场耦合的强大优势，使得计算结果更加精确，这种灵活性也成为该软件的最大优势。

仿真软件的开发会面临很多挑战，因为要考虑包括工程、物理、数学、算法等多方面因素的影响，需要投入大量人力和时间成本。COMSOL在每个新版本发布以后，都会听取用户对软件功能和使用方面的反馈，并在今后的版本开发和更新中有所体现，更精确地定位到用户需求。

COMSOL相对大部分竞品而言，起步并不算早。“COMSOL正好搭上了数值计算和计算机技术飞跃发展的快车，从开始就应用了最适合耦合多个物理场仿真的技术，可以灵活地耦合不同的物理现象进行分析。” COMSOL中国总经理陈蕾博士告诉我们。

新版本增加编译功能 APP开发和应用更加便捷

COMSOL软件从问世起就致力于其应用范围和功能的增加。2018年10月最新发布的COMSOL Multiphysics® 软件 5.4版本推出了“COMSOL Compiler™” 和“复合材料模块”两款新产品，为用户带来更加丰富的建模工具、更强大的建模功能。结合之前发布的 App 开发器和COMSOL Server, COMSOL 为用户提供了从建模到仿真 App 开发、编译、管理和部署的一体化解决方案。

5.4 版本最大亮点就是COMSOL Compiler™。原来工程师自己做模型，只有制作者可以对模型进行使用和维护，很难进行有效交流。现在工程师可以自己开发一个定制的用户界面，将自己的工程经验、设计方法固化为简单易用的App，并将其编译为可以独立运行的可执行文件，为团队内外提供仿真技术服务。

“我们希望进一步扩大仿真技术的应用，使多物理场仿真人人可用。这也代表了仿真的一种发展趋势，仿真未来有可能会更加通用。只要对仿真有需求，就能够开发相应的APP，来满足工程及设计阶段中不同团队的各种要求。”COMSOL中国技术总监王刚博士表示。

汽车领域多场景应用 多物理场仿真破除技术瓶颈

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、设计方案优化以及其自动控制系统设计的必备工具。对于电池、电动机以及车载电子设备，这些要同时考虑到电学、磁、声学、力学、热学等等一系列因素耦合的场景，COMSOL软件在这些方面都是非常具有优势。此外，在汽车高保真音响的设计、汽车传感器等诸多领域，COMSOL多物理场仿真都拥有着非常强大的应用。

在汽车轻量化方面，多物理场仿真也有着很大的用途。随着汽车轻量化成为一种趋势，使用铝合金等轻质的金属材料替代了原来的钢铁和铁合金。而不同金属相互接触会发生化学反应造成电偶腐蚀，工程师必须深入了解腐蚀背后的电化学现象才能开发出有效的腐蚀防护措施。COMSOL 软件的腐蚀模块，可以帮助工程人员深入理解腐蚀动力学以实现最优的腐蚀防护措施。

复合层压结构有时包含一百多层材料，如果没有专业工具，对该类问题进行仿真会相当麻烦。为此COMSOL在最新的5.4版本中推出复合材料模块，可以帮助用户对多层材料进行建模，对于汽车工程领域也会有很多应用。