1. COMSOL 的簡(jiǎn)介

1.1. 發(fā)展歷史

COMSOL 致力于為工程界和科學(xué)界提供多物理場(chǎng)建模的軟件解決方案。我們是一家快速成長(zhǎng)的高科技工程軟件公司，具有雄厚的技術(shù)實(shí)力，以及作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的前瞻性視野。公司于1986年7月成立于瑞典 的斯德哥爾摩，經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)在全球各地成立了辦公室，包括巴西、中國(guó)、丹麥、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、印度、意大利、荷蘭、挪威、俄國(guó)、瑞士、英國(guó)以及美國(guó)等。

1.2. 可以解決哪些物理問題？

用 COMSOL Multiphysics 建模意味著，您可以在一個(gè)軟件環(huán)境中，任意地切換電磁學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、聲學(xué)、流體流動(dòng)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，或通過偏微分方程組建模的任何其他物理場(chǎng)等多個(gè)仿真。您還可以在單個(gè)模型中將這些領(lǐng)域的物理現(xiàn)象進(jìn)行組合。COMSOL Desktop 用戶界面為您提供了完整的仿真環(huán)境和始終一致的建模工作流程，無論您想要分析和開發(fā)哪種類型的設(shè)計(jì)或過程，都可以遵循同樣的建模流程。

查看各模塊的詳細(xì)介紹——>http://cn.comsol.com/acdc-module

1.3. 豐富的可視化和后處理工具幫助展示建模結(jié)果

盡情展示您的仿真結(jié)果吧！COMSOL Multiphysics 提供了強(qiáng)大的可視化和后處理工具，可以幫助您以簡(jiǎn)潔有效的方式展示您的仿真結(jié)果。您可以使用軟件的內(nèi)置工具，也可以在軟件中輸入數(shù)學(xué)表達(dá)式，通過派生物理量來增強(qiáng)可視化效果。因此，您可以在 COMSOL Multiphysics 中生成與仿真結(jié)果有關(guān)的任何物理量的可視化效果。

表面圖呈現(xiàn)了汽車消聲器中的聲壓級(jí)的可視化效果（上），一維圖中繪制了傳輸損耗隨頻率的變化情況（下）

可視化功能包括表面圖、切面圖、等值面圖、截面圖、箭頭圖和流線圖等眾多繪圖類型。軟件提供一系列數(shù)值后處理工具用于計(jì)算表達(dá)式，例如積分和導(dǎo)數(shù)。您可以計(jì)算實(shí)體、表面、曲邊以及點(diǎn)上的任意物理量或派生物理量的最大值、最小值、平均值和積分值。許多基于物理場(chǎng)的模塊還包含了特定工程和應(yīng)用領(lǐng)域的專用后處理工具。

1.4. 仿真 App 在分析、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)之間架起溝通的橋梁

在許多組織中，往往都是少數(shù)的數(shù)值仿真專業(yè)人員需要為一個(gè)龐大的群體服務(wù)，后者通常是從事產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)人員，或者研究物理現(xiàn)象和過程的學(xué)生。為了順應(yīng)這一市場(chǎng)需求，COMSOL Multiphysics 提供了開發(fā)仿真 App 的強(qiáng)大功能，借助App 開發(fā)器，仿真專業(yè)人員可以為原本通用的計(jì)算機(jī)模型創(chuàng)建直觀且極具特色的用戶界面 - 開發(fā)隨時(shí)可用的定制 App。

2. COMSOL的入門

2.1. 安裝

支持正版！

2.2 學(xué)習(xí)資源

A.?官網(wǎng)擁有全球最完備的資源
B. 課題組內(nèi)的模型
C. 參加 COMSOL 的年會(huì)和官方培訓(xùn)

2.3. 基本學(xué)習(xí)思路

推薦的基本學(xué)習(xí) COMSOL 的思路：首先需要了解軟件的基本操作方法和流程，然后是熟悉并掌握課題組內(nèi)所構(gòu)建過的模型。接著參加 COMSOL 的年會(huì)，與更多大牛們交流心得和解疑是最快的提升途徑。接著，我建議再一次回看官網(wǎng)上的學(xué)習(xí)資源，掌握軟件的操作和技巧。這時(shí)，你一定會(huì)有不同的收獲。

3. COMSOL 的初階使用

初階就是一個(gè)從 A 到 B 的過程，所以主要分為兩個(gè)模塊：

1.通過官網(wǎng)的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)（線上和線下）學(xué)習(xí) COMSOL 的基本操作

2.課題組內(nèi)的模型，要求：熟悉后能獨(dú)立建模；明白每個(gè)方程的意義和邊界條件的設(shè)置依據(jù)；熟練的后處理技術(shù)

3.1. 官網(wǎng)的經(jīng)典入門教程——busbar

母線板中的焦耳熱模型。母線板是一種高效輸送電流的配電裝置。當(dāng)我們向母線板中，通上直流電，電流受電阻的阻礙而發(fā)熱，焦耳熱通過熱傳導(dǎo)把熱量擴(kuò)撒到整個(gè)母線板，并進(jìn)一步以對(duì)流傳熱的方式將熱量傳遞到空氣中去。我們需要計(jì)算由于焦耳熱產(chǎn)生的溫升。

這里我們將通過一個(gè)半小時(shí)的課時(shí)來教大家 COMSOL 的基本操作和這個(gè)案例是如何一步一步搭建的。這樣的 Step by Step 的教程是非常不可多得的，所以也請(qǐng)大家珍惜并好好掌握，開個(gè)好頭。

詳細(xì)的教程連接，請(qǐng)點(diǎn)擊這個(gè)藍(lán)色字體

3.2. 課題組內(nèi)的模型教學(xué)

能源危機(jī)，環(huán)境污染和氣候變化是當(dāng)前世界各國(guó)面臨的問題，近年來，中國(guó)以化石能源為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)仍未改變，非化石能源的占比依然很低，因此從周圍環(huán)境中獲取清潔能源對(duì)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，除了人們熟悉的太陽能、風(fēng)能等，江河入海口的鹽差能也是一種有潛力的清潔能源。

鹽差能是高鹽濃度海水和低鹽濃度淡水之間以鹽度差形式存在的一種自由能，據(jù)計(jì)算，在河水流入海洋的過程中，每立方米河水消耗了2.3 MJ 的自由能，相當(dāng)于240 m高的瀑布所損失的重力勢(shì)能，因此具有鹽度梯度的江河入?？谝脖环Q為“鹽差瀑布”。在世界范圍內(nèi)，可利用的鹽差能約為2.4 ~ 2.6 TW，接近目前為止全球的電力的總消耗。所以對(duì)鹽差能的利用成為了目前的一大熱點(diǎn)問題。

3.2.1. 模型的物理背景

電場(chǎng)與傳質(zhì)場(chǎng)的強(qiáng)耦合，詳細(xì)的操作和內(nèi)容講解，請(qǐng)看我上傳的視頻，點(diǎn)擊這里的藍(lán)色字體進(jìn)入。

3.2.2. Step by Step

建議用雙屏，邊看教程邊動(dòng)手操作，也可手機(jī)看視頻，電腦操作。點(diǎn)擊這里的藍(lán)色字體進(jìn)入視頻教程。

3.2.3. 后處理技術(shù)

通過提取積分橫截面上的離子流密度，可以計(jì)算出納米通道中的凈電流。在軟件中，選擇孔道中央?yún)^(qū)域的積分線作為研究對(duì)象，在表達(dá)式中輸入：

(tds.ntflux_cp-tds.ntflux_cn)*F_const

上式表示該處的陽離子與陰離子法向總通量之差（單位：mol/(m·s)）與法拉第常數(shù)（單位：m·s·A/mol）的乘積，即為我們所求的動(dòng)電流。

4. COMSOL 的進(jìn)階使用

通過 COMSOL 軟件中的案例庫就可以自學(xué)并掌握許多主流模型。具體的思路：先模仿、再理解和討論、最后自己獨(dú)立建模。

這里，推薦幾個(gè)鏈接：

關(guān)于什么是擴(kuò)散系數(shù)，以及如何在軟件中體現(xiàn)擴(kuò)散系數(shù)→https://cn.comsol.com/multiphysics/diffusion-coefficient

經(jīng)過COMSOL中國(guó)翻譯的“多物理場(chǎng)仿真百科”→https://cn.comsol.com/multiphysics

已翻譯的產(chǎn)品文檔→

http://cn.comsol.com/documentation?utm_source=%E4%BA%A7%E5%93%81%E6%96%87%E6%A1%A3%E4%B8%8B%E8%BD%BD&utm_campaign=cn_webinar_Q3_2019&utm_medium=Demail&utm_content=3

程序報(bào)錯(cuò)問題集，這是在工程師為客戶解決問題時(shí)總結(jié)的庫文件，大家有問題可以現(xiàn)在其中找尋可能的解決辦法→

http://cn.comsol.com/support/knowledgebase/1172