1、COMSOL Multiphysics多物理場仿真優化分析中國大陸以及港澳地區領先的仿真分析軟件和項目咨詢解決方案供應商中仿科技與Altair 公司聯合發布了 COMSOL Multiphysics結合HyperWorks的多物理場仿真分析優化案例。 這些案例為廣大COMSOL用戶提供用于改進設計、進行“What 1伽究、試驗數據的相關 性研究、優化復雜的多學科設計問題以及評價設計的可靠性和魯棒性等優化功能。經過大量 的合作測試驗證，雙方共同認為COMSOL+HyperStudy的優化方案將為COMSOL用戶 創造極大的價值，部分創新案例如下： 案例1偶極天線設計優化射頻模塊(RF Modul

2、e)-高頻電磁天線阻抗是一個重要的參數，決定了傳輸電路的 性能。阻抗匹配和低電抗分量對于實際操作很重要，它們能通過合適的設計或匹配電路得到。 模型中通過COMSOL結合HyperStudy，優化了偶極天線的長度和直徑，使得輸入阻抗 和指定值相匹配。模型數據庫 RF ModuleRF and MicrowaveEngineeringShape optimize dipole antenna 模型文件 antenna.m原始設計情況：偶極天線尺寸參數l和k決定了天線的阻抗值，參數初始值l=0.5， k=0.01，阻抗值為94Q，與設計要求值74Q相差很遠。設計變量：偶極天線尺寸的長度 參數l，直徑

3、參數k，其中參數變量取值范圍0.4l0.6, 0.001k0.1設計約束：直徑 參數k Structural Mechanics ModuleAutomotive Application spinning gear opt 模型文件 gear.m原始設計情況:旋轉軸和齒輪裝配件在高速旋轉時，緊固應力會變得不足，為保證安全， 必須確定臨界旋轉頻率設計變量：齒輪高速旋轉頻率，其中變量取值范圍10002000Hz 優化目標：確定高速旋轉時齒輪和轉軸分離的臨界旋轉頻率。COMSOL結合HyperStudy 進行優化，確定高速旋轉時齒輪和轉軸分離的臨界旋轉頻率為1557.6Hz。下圖為優化中 臨界頻率的

4、變化曲線：案例3喇叭邊界形狀優化基于 COMSOL Multiphyscis 聲學模塊(Acoustics Module)模型對一個軸對稱喇叭進行邊界形狀優化，以使得遠場聲壓最大化。模型數據庫 Acoustics ModuleTutorial Modelshornshape optimization 模型 文件horn.m下圖是為最終的優化結果：原始設計情況：喇叭邊界由函數確定，改變初始錐形面的曲率，能改變方向和阻抗，默 認取值參數下遠場聲壓為66.4設計變量：喇叭口形狀參數Q1Q5五個參數，其中變量取值范圍均為-11優化目標：遠場聲壓最大COMSOL結合HyperStudy優化喇叭口形狀參數

5、，使得遠場聲壓從初始的66.4提 高到優化后的69.1。下圖是優化迭代過程中聲壓的變化曲線。最終喇叭口的形狀參數Q1Q5取值：基于 COMSOL Multiphysics基本模塊(COMSOL Multiphysics, PID control)化工生產地過程控制是很重要的。PID控制(比例-積分-微分)是過程控制的一種有效 方法，但是PID控制準則中的參數優化是一個復雜的過程。本案例中給出了 COMSOL結 合HyperStudy，獲得最佳控制參數的方法。下圖為某一時刻反應器內濃度分布和速度流線圖，以及穩定曲線：0-.M5模型數據庫ComsolMultiphysicsMultidiscipl

6、inaryPID control 模型文件 pid.m原始設計情況：不同時間點的入口速度，對反應器內濃度分布及反應溫度有很大影響， 通過控制入口速度，使得在一定時間后測試點的濃度保持在0.5mol/m3設計變量：PID 控制參數，控制不同時間點的入口速度，模型中hv01hv31共31個設計變量，速度初 值為0.03,速度變動范圍為0.00.1優化目標：在化學反應最后一秒，測試點濃度保持 盡可能接近特定值（0.5mol/m人3）COMSOL結合HyperStudy進行優化，得到各時刻入口速度值，使得最后一秒時間內 測試點濃度與0.5mol/m3平均差值從0.0938降為0.0057。下圖分別為3

7、1個時間點速度迭代圖和目標點濃度迭代圖：V itQ 1-關于中仿科技中仿科技(CnTech)是中國大陸以及港澳地區領先的仿真分析軟件和項目咨詢解決方 案供應商。作為國內仿真技術行業的領跑者，提供該領域中最專業的項目咨詢和專業軟件的 集成和實施等，幫助用戶提升產品技術附加值，提高核心競爭力。中仿科技(CnTech)成立 于2003年，是CNTECH GROUP旗下的旗艦公司，總部設在香港，目前在北京、上海、 武漢和深圳設有分支機構。除了強大的銷售和技術支持網絡之外，還設有專業的售后服務團 隊和技術培訓中心。關于COMSOLCOMSOL公司是全球多物理場仿真解決方案的提倡者和領導者，其旗艦產品 COMSOL Multiphysics廣泛應用于各個領域的科學研究以及工程計算，被當今世界科學 家稱為“全球第一款真正的多物理場耦合分析軟件”。COMSOL Multiphysics以其獨特的軟 件設計理念、高效的計算性能和杰出的分析能力實現了高度精確的數值仿真，輕松模擬科學 和工程領域的各種物理過程，憑借著任意多物理場直接、雙向實時耦合的能力，在全球領先 的數值仿真領域里得到廣泛的應用。關于AltairAltair公司通過優化對商業和工程信息的分析、管理和可視化，致力于增強客戶的創新力和決策力。Altair目前為私人所有，在全