COMOSL数值仿真软件模块及应用

张永祥 郭明

摘 要：针对目前仿真软件功能单一，物理场耦合功能弱问题，本文研究了COMSOL数值仿真软件的功能及特点，其应用模块丰富，参数调节灵活，性能优越。

关键词：COMSOL；数值仿真；软件；应用

一、引言

COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为真正的任意多物理场直接耦合分析软件，适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真，在数值仿真领域里得到广泛的应用。

二、COMSOL仿真软件特点

多物理场求解的实质是求解多个方程，需要使用者选择不同的偏微分方程，方程任意组合后可实现多物理场的耦合研究。COMSOL仿真软件架构是完全开放，可在图形界面中轻松自由定义所需的专业偏微分方程。任意独立函数控制的求解参数，材料属性、边界条件、载荷均参数可调。COMSOL具有专业的计算模型库，内置各种物理模型，可轻松对其选择并进行修改。在二维和三维建模方面，CAD建模工具丰富，另一方面，可利用CAD直接导入文件。在网格剖分方面，不但可以实现多种网格剖分，还可实现网格移动。COMSOL后处理能力强大，包括数据、曲线、图片及动画均可输出，并进行分析。软件提供了在线帮助文档，可通过学习掌握其应用。在界面语言方面，可使用多国语言进行操作。

三、COMSOL仿真软件模块

COMSOL Multiphysics基于完善的理论基础，整合丰富的算法，实现多场耦合计算，它兼具功能性、灵活性和实用性于一体，并且可以通过附加专业的求解模块进行极为方便的應用拓展。包括：AC/DC模块、声学模块、CAD导入模块、化学工程模块、地球科学模块、热传导模块、材料库、微机电系统模块，射频模块、结构力学模块等。其目标是不断改善面向问题、面向用户的模块描述能力和对模型实验的功能。不同技术水平的用户通过仿真软件能在不同的程度上采用他们表达问题的习惯语言，方便地与计算机对话，完成建模或仿真实验。

四、结束语

仿真软件是用于仿真的计算机软件。它与仿真硬件同为仿真的技术工具。它的发展与仿真应用、算法、计算机和建模等技术的发展相辅相成。希望以后仿真软件具有更强、更灵活的功能，可以被更广泛的用户使用。

参考文献

[1]中仿科技公司.COMSOL Multiphysics使用手册[M].北京：高等教育出版社，2017.

[2]邱宇，裴俊乐，杨德超.基于COMSOL模拟的球形摩擦纳米发电机的发电特性[J].物理实验，2017，37（9）：1-5.