Úvodní stránka > Produkty > COMSOL Multiphysics > COMSOL Multiphysics

Program COMSOL Multiphysics® umožňuje řešit fyzikální úlohy popsané parciálními diferenciálními rovnicemi (PDE) metodou konečných prvků. Programem lze modelovat multifyzikální děje v inženýrské praxi a v mnoha vývojových oblastech technických i vědeckých oborů.

COMSOL Multiphysics® je určen všem vývojářům, výzkumným i vědeckým pracovníkům a díky široké nabídce funkcí pro zobrazování vypočtených výsledků je určen také vysokým i specializovaným středním školám. Zájemci mají jedinečnou možnost názorně pronikat do podstaty fyzikálních procesů. Do řešení je možné zahrnout několik fyzikálních vlivů najednou a provádět tak komplexnější analýzu modelu (multifyzikální úlohy). COMSOL Multiphysics® lze s využitím speciálního nadstavbového modulu propojit s univerzálním nástrojem MATLAB® určeným pro vědecko-technické výpočty. Funkce tohoto nástroje je možné využívat například při kreslení geometrických tvarů, generování FEM sítí, při vlastním numerickém řešení nebo při konečném zpracování výsledků úlohy.

Obecně jsou úlohy parciálních diferenciálních rovnic numericky řešitelné při zadání všech potřebných parametrů – jedná se o definici prostředí, fyzikálních vlastností jednotlivých domén a zadání počátečních a okrajových podmínek na plochách, hranách nebo v bodech daného geometrického modelu. Postup při modelování úlohy v programu COMSOL Multiphysics® je obdobný. Řešený geometrický model je zobrazen v grafickém editoru. Ten může znázorňovat například zatěžovanou strojní součást, reagující prostředí v katalyzátoru, zahřívaný tepelný radiátor nebo proud vzduchu v aerodynamickém tunelu. V dalším kroku musí uživatel vědět, jaké fyzikální vlivy na zobrazenou geometrii působí, a tyto zadat do modelu. Jedná-li se o strojní součást, je třeba zvolit PDE z pružnosti a pevnosti, např. Navierovy rovnice. Pokud sledujeme proces zahřívání součásti, je třeba zvolit PDE popisující šíření tepla, atd. Zvolenou PDE popisující modelovanou aplikaci nazýváme fyzikálním rozhraním.

COMSOL Multiphysics® obsahuje knihovny předdefinovaných parciálních diferenciálních rovnic, které jsou základem jednotlivých fyzikálních rozhraní. Výběrem rozhraní se uživateli automaticky zpřístupní relevantní dialogy, do nichž může zadávat potřebné vlastnosti oblastí a okrajové či počáteční podmínky. Nejedná se však o dialogy vyžadující matematické definice, ale jde o zadání takových fyzikálních veličin jako jsou například vlastnosti uvažovaného materiálu – tedy měrná hustota prostředí, tepelná vodivost, kinematická viskozita atd. Ani v dialozích okrajových či počátečních podmínek se nejedná o zadávání matematických rovnic, ale například o předepsání teploty na hranici, rychlosti tekutiny na vstupu, vyzařování tepla do okolí apod.

Hlavní výhodou programu COMSOL Multiphysics® je možnost kombinace několika fyzikálních rozhraní (PDE) do jednoho komplexního, multifyzikálního modelu. Propojení jednotlivých rovnic se zajišťuje přímo v uživatelském rozhraní programu a není třeba vytvářet jakékoliv přídavné kódy nebo skriptové soubory. COMSOL Multiphysics® umožňuje i tzv. rozšířenou multifyziku, což znamená, že vypočtená data v jedné části geometrie mohou být promítnuta do její jiné části nebo dokonce do jiné geometrie bez ohledu na prostorovou dimenzi modelu.

Předdefinovaná fyzikální rozhraní v COMSOL Multiphysics® jsou určena k řešení úloh z oblasti elektromagnetismu (vysoké i nízké frekvence), modelovaní elektro-mechanických mikrozařízení (MEMS), všech typů nejaderných plazmatických reaktorů, problémů z oblasti přestupu tepla, pružnosti a pevnosti, akustiky, dynamiky tekutin, chemických reakcí, modelování baterií a palivových článků nebo povrchové úpravy materiálů. COMSOL Multiphysics® je však otevřený systém a uživatel má možnost si předdefinované rovnice upravovat dle svých potřeb, případně si do modelu zavést vlastní PDE pomocí dostupných fyzikálních rozhraní. Vytváření vlastních aplikací již vyžaduje větší znalost řešené úlohy i jejího matematického popisu.