COMSOL Multiphysics® versie 5.6 biedt o.a. snellere solvers voor multicore- en clusterberekeningen, waarbij tevens minder geheugen wordt gebruikt.
COMSOL, leverancier van softwareoplossingen voor multifysische modellering, simulatie en app-ontwerp en gebruik, heeft versie 5.6 van de COMSOL Multiphysics®-software uitgebracht. De nieuwe versie biedt snellere solvers voor multicore- en clusterberekeningen, waarbij tevens minder geheugen wordt gebruikt. Daarnaast profiteren gebruikers van een efficiëntere werkwijze met betrekking tot CAD-geometrieën en lay-outtemplates voor applicaties. Een reeks nieuwe grafische functies - waaronder Clip Planes, realistische materiaalweergave en gedeeltelijke transparantie - bieden een verbeterde workflow en visualisatie. De toevoeging van een dark theme biedt de mogelijkheid tot een minder felle gebruiksomgeving. Vier nieuwe producten breiden de mogelijkheden van COMSOL Multiphysics uit voor het modelleren van brandstofcellen en elektrolyse-apparaten, polymeerstroming, regelsystemen en zeer nauwkeurige vloeistofmodellen.
Snellere en efficiëntere solvers voor een breed scala aan toepassingen
De prestaties van de solvers zijn sterk verbeterd in versie 5.6, wat in het voordeel is voor COMSOL®-gebruikers die werken met miljoenen vrijheidsgraden. "In versie 5.6 hebben we verbeteringen aangebracht in zowel de algebraïsche multigrid- als de domeindecompositie solver. Deze verbeteringen komen ten goede aan de meeste modellen die deze solvers gebruiken, met verbeteringen in de rekentijden tot 30%. De verbeteringen zijn nog duidelijker bij het gebruik van clusters, dan hebben we 20-50% winst gezien voor zowel CPU-tijd als geheugenvereisten. Voor CFD hebben we de gekoppelde snelheids-druk-preconditioner verbeterd en ook een geheel nieuwe preconditioner toegevoegd die de updates van deze variabelen ontkoppelt," aldus Jacob Yström, technologiemanager numerieke analyse bij COMSOL. Bepaalde klassen van visco-elastische structurele analyse zijn nu meer dan 10 keer sneller. Een nieuwe formulering van de boundary element methode maakt analyses mogelijk van akoestische modellen die in omvang een orde groter zijn dan eerdere versies van de software. Dit type analyse is handig binnen automotive en sonaronderzoek en -ontwikkeling.
Clip Planes, verbeterde verwerking van CAD-assemblages en templates voor apps
Clip Planes maakt de selectie van componenten in complexe CAD-modellen een stuk eenvoudiger. Ander grafisch nieuws is om visualisaties deels transparant te maken en de mogelijkheid om geïmporteerde afbeeldingen onderdeel te maken van een visualisatie. Materiaalweergave van bijvoorbeeld metalen kan worden gemengd met veldvisualisaties en omgevingsreflecties die er natuurgetrouw uitzien. De verwerking van grotere CAD-assemblages is verbeterd met robuustere verwerking van solids en eenvoudigere detectie van hiaten en overlappingen in assemblages. In de Application Builder bieden nieuwe templates een snelle en intuïtieve manier om gebruikersinterfaces voor simulatie-apps te maken. Een elektromotorische simulatie in COMSOL Multiphysics versie 5.6, waarbij een clip plane wordt gebruikt voor een eenvoudigere toegang tot de binnenkant van het model voor het toewijzen van materiaaleigenschappen en belastingen.
Nieuwe producten voor brandstofcellen en elektrolyse-apparaten, polymeerstroming, controlesystemen en vloeistofeigenschappen
Vier nieuwe producten breiden de mogelijkheden van COMSOL Multiphysics uit, waaronder het modelleren van brandstofcellen en elektrolyse-apparaten, polymeerstroming, regelsystemen en vloeistofeigenschappen.
De Fuel Cell & Electrolyzer Module biedt de waterstoftechnologie nieuwe functionaliteit voor het onderzoeken van de omzetting en opslag van elektrische energie. "We zien een belangrijke opkomende markt in de waterstofeconomie, maar ook in het begrijpen en optimaliseren van bestaande elektrolyseprocessen. Met dit nieuwe product kunnen we gebruikers in de automobielindustrie, hernieuwbare energie, waterstoftechnologie en elektrochemische procesindustrieën voorzien van geavanceerde simulatiesoftware,” zegt Henrik Ekström, technologiemanager van elektrochemische producten bij COMSOL. In versie 5.6 is de naam van de Batteries & Fuel Cells Module veranderd in de Battery Design Module met behoud van alle functionaliteit. Gebruikers met een huidig abonnement op de Batteries & Fuel Cells Module ontvangen de Battery Design Module als onderdeel van de upgrade naar versie 5.6.
De Polymer Flow Module kan worden gebruikt voor het ontwerpen en optimaliseren van processen met visco-elastische en algemene niet-Newtoniaanse vloeistoffen. Dit is gunstig in industrieën zoals polymeren, voedsel, farmaceutica, cosmetica en fijnchemicaliën. Naast de geavanceerde reologiemodellen biedt de module ook het berekenen van vrije oppervlaktes met behulp van tweefasestroming.
De Liquid & Gas Properties Module kan worden gebruikt om gedetailleerde eigenschappen voor gas, vloeistoffen en mengsels te berekenen waardoor nauwkeurige simulaties mogelijk zijn voor akoestiek, CFD en warmte-overdracht.
Verder is het LiveLink ™ for Simulink® product beschikbaar voor control design en co-simulatie van COMSOL Multiphysics met Simulink® van The MathWorks, Inc.
Gelamineerde ijzeren kernen, parasitaire inductie, snelle port sweeps en Ray Scattering
De materiaalbibliotheek van de AC/DC Module is uitgebreid met 322 nieuwe magnetische eigenschappen van materialen (bron: Bomatec). De materiaalgegevens bevatten permanente magneten zoals NdFeB, SmCo en AlNiCo met elektromagnetische en temperatuurafhankelijke eigenschappen. De nieuwe versie van de AC/DC Module biedt verder tools voor het extraheren van parasitaire inductie (L-matrices) wat van belang is bij het ontwerp van printplaten. Ook nieuw zijn de niet-lineaire materiaalmodellen voor het berekenen van verliezen in gelamineerde ijzerkernen in elektromotoren en transformatoren.
De RF Module en Wave Optics Module bieden een nieuwe optie voor “port sweeps” waardoor snellere berekeningen van S-parameters of transmissie en reflectiecoëfficiëntmatrices mogelijk zijn. Voor periodieke structuren in metamaterialen of plasmonische apparaten is een nieuwe polarisatieplot-tool beschikbaar die de weergave van golven aanzienlijk eenvoudiger maakt. De Ray Optics Module heeft een snellere ray tracing gekregen. Daarnaast zijn er gespecialiseerde tools voor de berekening van verstrooiing in de vorm van Rayleigh en Mie Scattering.
Modelleren van dynamisch contact, slijtage en scheurgroei
Het is nu mogelijk om snelle contactanalyses (impact) te doen met de contactfunctionaliteit in de Structural Mechanics Module en MEMS Module. De Structural Mechanics Module kan nu slijtage als gevolg van mechanisch contact simuleren, inclusief het wegnemen van materiaal. Verder bevat de Structural Mechanics Module tools voor scheurgroei (J-integraal en spanningsintensiteitsfactoren), evenals scheurvoortplanting op basis van een faseveldmethode. Er zijn simplere elementen toegevoegd om analyses van bijvoorbeeld wapening in beton eenvoudig te maken.
In de Composite Materials Module is de functionaliteit voor het analyseren van poro-elastische effecten beschikbaar gemaakt voor schaalelementen. Toepassingen zijn onder meer de simulatie van lagen in de grond, karton, vezelversterkte kunststof, gelamineerde platen en sandwichpanelen.
De reeks niet-lineaire materiaalmodellen in de MEMS Module omvat nu ferro-elektrische elasticiteit, deze kan worden gebruikt voor het modelleren van niet-lineaire effecten in piëzo-elektrische materialen, zoals hysterese en polarisatiesaturatie. Deze functionaliteit is ook beschikbaar door de AC/DC Module te combineren met de Structural Mechanics Module of de Acoustics Module.
Niet-lineaire akoestiek, mechanische poorten en ruimtelijke akoestiek
De Acoustics Module kan nu ultrageluid met hoge intensiteit simuleren en niet-lineaire thermo-akoestische vervorming van geluid berekenen, bijvoorbeeld in luidsprekers van mobiele apparaten. Nieuwe mechanische poorten zijn beschikbaar in de Structural Mechanics Module, Acoustics Module en MEMS Module. Deze randvoorwaarde maakt het eenvoudiger om trillingen en mechanische feedback te analyseren van ultrasone elastische golven, zoals ultrasone detectie en het niet-destructieve testen. Ingenieurs die werken aan het verbeteren van de geluidskwaliteit van kamers en concertzalen zullen de nieuwe ruimtelijke akoestiekberekeningen waarderen. Nagalmtijd, definitie en helderheid met behulp van stralingsakoestiek zijn nu beschikbaar in de Acoustics Module.
Niet-isotherme meerfasestroming, vergelijkingen voor ondiep water en oppervlakte-eigenschappen voor warmtestraling
De CFD Module en de Heat Transfer Module hebben nieuwe krachtige tools gekregen voor meerfasestromingen, in gescheiden of verspreide vorm, inclusief samendrukbaarheid. Vrije oppervlaktes kunnen nu makkelijk worden gemodelleerd, zelfs in combinatie met verspreide meerfasestroming, bijvoorbeeld om miljoenen kleine belletjes te bestuderen die door een vrij vloeistofoppervlak barsten. Een nieuw niet-isotherm mengselmodel voor meerfasestroming kan worden gebruikt voor faseovergangen zoals koken. In de Porous Media Flow Module en Heat Transfer Module is een nieuw transport in poreuze media interface beschikbaar. Hiermee kunnen tweefasestromingen van vochttransport door dampconvectie en diffusie gekoppeld worden aan convectie en capillaire stroming. De Particle Tracing Module heeft nieuwe functionaliteiten voor druppelverdamping, wat belangrijk is voor het begrijpen van de verspreiding van besmettingen en een reeks industriële processen.
Voor hydrologische toepassingen is een nieuwe methode voor het simuleren van de ondiepwatervergelijkingen (shallow water equations) beschikbaar in de CFD Module. De vergelijkingen voor ondiep water worden vaak toegepast in oceanografische en atmosferische toepassingen om tsunami-effecten, gebieden die worden beïnvloed door vervuiling, kusterosie en het smelten van poolkappen te voorspellen.
In de Heat Transfer Module is het met de nieuwe functionaliteit voor oppervlaktestraling mogelijk om oppervlakte-eigenschappen te definiëren die gevoelig zijn voor de richting van de warmtestraling. Toepassingen zijn bijvoorbeeld passieve koeling van zonnepanelen. Ook semitransparante oppervlaktes kunnen gemodelleerd worden: een deel van de warmte wordt gereflecteerd en een deel wordt doorgelaten.
Materiaalbibliotheek voor corrosie en automatisch evenwicht van chemische reacties
De Corrosion Module bevat nu een materiaalbibliotheek met meer dan 270 exemplaren van polarisatie-gegevens. De Chemical Reaction Engineering Module bevat een nieuwe tool voor de automatische berekening van het evenwicht in chemische reacties. Toegevoegd zijn stoichiometrische coëfficiëntberekeningen en drie vooraf gedefinieerde thermodynamische systemen voor droge lucht, vochtige lucht en water-stoommengsel. In de Chemical Reaction Engineering Module maakt een nieuwe reactieve “pellet bed” interface het modelleren van “fixed bed” reactoren op diverse schaalgroottes mogelijk: op microschaal met zeer kleine poriën in de deeltjes van de katalysator en op macroschaal van grotere poriën tussen de deeltjes (bimodale poriestructuur).
Beschikbaarheid
De softwareproducten COMSOL Multiphysics®, COMSOL Server™ en COMSOL Compiler™ worden ondersteund op de volgende besturingssystemen: Windows®, Linux® en macOS. De Application Builder wordt alleen ondersteund door Windows®.
