Aggiornamenti di COMSOL Desktop®
Per tutti gli utenti di COMSOL Multiphysics®, la versione 5.3 estende al Model Builder alcune funzionalità e vantaggi dell'Application Builder, per automatizzare qualsiasi tipo di operazione di modellazione. Tutti gli aggiornamenti di COMSOL Desktop® sono descritti in dettaglio qui di seguito.
Miglioramento delle prestazioni
Sono state ottimizzate le prestazioni per i modelli più grandi, che contengono un gran numero di funzionalità o di entità geometriche. Il caricamento di questi modelli è ora molto più veloce: ad esempio, l'uso delle selezioni nella finestra Selection List può essere anche fino a 15 volte più veloce. Anche il passaggio tra i nodi della struttura del Model Builder è molto più rapido. Maggiori dettagli sono forniti nella pagina Novità principali della versione 5.3.
Model Method
I metodi consentono di eseguire operazioni complesse in app specializzate utilizzando l'Application Builder e il Method Editor. Questa funzionalità è stata aggiunta anche al Model Builder con il nome Model Method ed è accessibile tramite la nuova scheda Developer nella barra multifunzione. Con i Model Method, è possibile eseguire operazioni complesse direttamente sul modello: ad esempio, impostare sequenze geometriche da dati in un file di testo, modificare le impostazioni del solutore in base a criteri specifici oppure creare gruppi di grafici di modello.
La selezione della funzionalità Model Method dalla scheda Developer consente di creare e modificare i metodi nel Method Editor dell'Application Builder. Da questa posizione si può accedere alle funzionalità per scrivere il codice del metodo: per esempio, il completamento di codice mediante i tasti Ctrl+Spazio e la funzionalità Record Code. È anche possibile utilizzare i punti di interruzione per il debug dei metodi. L'esecuzione dei metodi dalla scheda Developer aggiornerà direttamente il modello nel Model Builder. Poiché richiedono l'Application Builder, i Model Method possono essere creati solo nel sistema operativo Windows®, anche se possono essere poi eseguiti su qualsiasi piattaforma.
La nuova scheda Developer nella barra multifunzione da cui è possibile creare, registrare ed eseguire i Model Method.
I Model Method vengono creati e modificati nel Method Editor all'interno dell'Application Builder.
In questo esempio, il metodo imposta una sequenza geometrica e, al momento dell'esecuzione, le modifiche al modello avranno effetto immediato.
Esecuzione dei Model Method in Linux® e macOS
Anche se non si possono creare o modificare i Model Method nelle versioni Linux® o macOS di COMSOL Multiphysics®, è possibile eseguire quelli esistenti. I Model Method sono disponibili dal menu della barra degli strumenti.
Esempio di accesso ed esecuzione di un metodo di modello da un menu sulla barra degli strumenti macOS.
Copia delle preferenze dalle versioni precedenti di COMSOL Multiphysics®
Le preferenze ora vengono copiate automaticamente dalle installazioni precedenti di COMSOL Multiphysics®, in modo da preservare le impostazioni personalizzate nelle nuove installazioni. Sono incluse le impostazioni nella finestra di dialogo Preferences e le librerie di materiali definite dall'utente.
Uscire dalla modalità nascosta
Nelle versioni precedenti della barra degli strumenti Graphics, una volta abilitata la funzione Click and Hide era necessario disattivarla al termine dell'utilizzo. In caso contrario, la modalità Hide sarebbe rimasta attiva durante il seguito della modellazione e ogni clic del mouse nella finestra grafica avrebbe nascosto le entità geometriche invece di aggiungerle alla nuova selezione. In COMSOL Multiphysics® versione 5.3, la modalità Hide si disattiva automaticamente quando si inizia un'altra operazione, come la selezione di un nodo diverso nella struttura del Model Builder.
Click and Hide nella barra degli strumenti della finestra grafica.
Miglioramenti all'elenco di selezione
Due nuovi pulsanti a commutazione semplificano le operazioni nella finestra Selection List: Only List Selected e Only List Visible. Il primo filtra l'elenco di selezione in modo da visualizzare solo le entità selezionate, mentre il secondo lo filtra per visualizzare solo le entità visibili. Inoltre, le entità selezionate sono indicate dalla dicitura "(selected)" subito dopo l'identificativo. Questa va ad aggiungersi alla dicitura "(hidden)" per le entità nascoste, già presente nelle versioni precedenti del software.
L'immagine mostra la finestra Selection List con la nuova dicitura "(selected)".
L'immagine mostra la stessa situazione di sinistra con la funzione Only List Selected abilitata, in modo che siano visualizzati solo gli elementi selezionati.
Eliminato il supporto di modelli salvati in COMSOL Multiphysics® versione 3.5a
In COMSOL Multiphysics® versione 5.3, non è più possibile aprire i modelli salvati nella versione 3.5a. Sono supportati i modelli salvati in COMSOL Multiphysics® versione 4.0 e successive.
Procedure più veloci per salvare e caricare i file MPH
L'archiviazione binaria dei dati di una soluzione è stata sviluppata in modo che i dati dinamici delle soluzioni siano memorizzati in modo diverso durante il processo di modellazione e nel file MPH. Questa modifica velocizza il caricamento e il salvataggio dei file MPH. Ora viene caricata solo una parte dei dati di soluzione quando si aprono i file MPH; i dati dinamici vengono importati solo su richiesta. Quando si salvano file MPH, i dati dinamici sono già scritti nei file, in modo da poterli copiare nel relativo file MPH dalle cartelle Recovery o Temporary Files.
Miglioramenti per l'inclusione dei simboli per la fisica
Sono forniti più controlli per la visualizzazione dei simboli della fisica sulle geometrie visualizzate nella finestra grafica. Questi simboli si possono attivare o disattivare all'interno della finestra impostazioni della rispettiva interfaccia fisica, oppure nelle impostazioni delle singole funzionalità.
Attivare e disattivare la visualizzazione dei simboli di fisica nella configurazione del modello nella finestra grafica. È possibile selezionare Enable physics symbols nella finestra impostazioni del nodo principale (es., Solid Mechanics) (in alto), oppure nella finestra impostazioni di una singola funzione (es. Point Load) (in basso).
Modellazione di PDE con il Boundary Element Method
COMSOL Multiphysics® versione 5.3 offre due nuove interfacce fisiche e una nuova interfaccia matematica basata sul Boundary Element Method (BEM). L'AC/DC Module presenta la nuova interfaccia Electrostatics, Boundary Elements, mentre il Corrosion Module e l'Electrodeposition Module offrono la nuova interfaccia Current Distribution, Boundary Elements. Nel pacchetto core di COMSOL Multiphysics®, il ramo Mathematics è stato esteso con la nuova interfaccia PDE, Boundary Elements in 2D e 3D. Questa nuova interfaccia si utilizza per risolvere l'equazione di Laplace nelle regioni di modellazione finite e infinite.
Boundary Element Method e Finite Element Method a confronto
Le interfacce fisiche basate sul BEM differiscono da quelle basate sul FEM in quanto utilizzano gli elementi mesh solo sui contorni delle regioni modellate (curve in 2D e superfici in 3D). Le interfacce fisiche che utilizzano il BEM si possono applicare alla modellazione di tre tipi di regioni volumetriche: domini, vuoti finiti e vuoti infiniti. I vuoti finiti e infiniti non hanno mesh volumetriche e il generatore di mesh genererà solo gli elementi al contorno adiacenti a tali regioni. Tuttavia, il BEM può essere utilizzato anche per modellare domini contenenti mesh volumetriche, anche se utilizza solo gli elementi al contorno di tali domini. D'altro canto, le interfacce fisiche che utilizzano il FEM sono applicabili solo alla modellazione di domini e non per vuoti finiti o infiniti.
A differenza delle interfacce fisiche basate sul FEM, che producono matrici di sistema sparse come parte del processo di soluzione, le interfacce fisiche basate sul BEM generano matrici piene o dense. Ciò significa che sebbene il BEM richieda meno gradi di libertà per modellare un dominio rispetto al FEM, a parità di dominio e fisica da modellare, i requisiti di memoria nel BEM aumenteranno più velocemente che nel FEM, di pari passo con la crescente complessità geometrica e il numero di elementi. Per questo si utilizzano solutori iterativi in combinazione con approssimazioni di campo lontano, per evitare la costruzione esplicita di matrici grandi. L'impostazione predefinita per le interfacce fisiche che utilizzano il BEM prevede l'uso di solutori iterativi appropriati in combinazione con approssimazioni di campo lontano. Tuttavia, in queste interfacce si può anche selezionare un'opzione per l'utilizzo di un solutore diretto senza approssimazioni di campo lontano.
Il software COMSOL Multiphysics® supporta anche situazioni in cui utilizzare interfacce fisiche basate sia sul BEM sia sul FEM per modellare la stessa regione o dominio contenente una mesh volumetrica. Tali combinazioni forniscono una formulazione ibrida e sono utili quando una parte del modello include proprietà complesse dei materiali con non linearità, anisotropie o variazioni spaziali, che possono essere modellate solo mediante una formulazione FEM. Questo dipende dal fatto che le interfacce fisiche basate sul BEM richiedono proprietà del materiale isotrope e costanti in ogni dominio, vuoto finito o vuoto infinito, e le proprietà del materiale non possono essere non lineari.
Percorso dell'Application Library con gli esempi dell'AC/DC Module che utilizzano l'interfaccia Electrostatics, Boundary Elements:
ACDC_Module/Capacitive_Devices/capacitor_tunable
ACDC_Module/Tutorials/capacitive_position_sensor_bem
Percorso dell'Application Library con un esempio del Corrosion Module che utilizza l'interfaccia Electrostatics, Boundary Elements:
Corrosion_Module/Cathodic_Protection/multiple_oil_platforms
Modellazione delle proprietà elettrostatiche di una piattaforma petrolifera in acqua marina con il boundary element method (BEM). Per via della dimensione, del numero di parti e della complessità generale della geometria, insieme alla regione infinita in cui esiste la piattaforma, questa rappresenta un esempio ottimale di modellazione con BEM. L'overlay è una sezione ingrandita della piattaforma petrolifera che mostra i dettagli più piccoli, come gli anodi sacrificali, ossia le sottili barre accanto all'enorme struttura della piattaforma.