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2 种在 COMSOL Multiphysics® 中模拟辐射场的方法
本篇博文为高频电磁多尺度建模系列博客的第二部分，将讨论如何在 COMSOL Multiphysics® 软件中使用多尺度建模技术模拟辐射场。在文中，我们使用了 2 种不同的方法模拟了指定位置处的天线远场，并对模拟结果进行了理论验证。尽管这些方法应用普遍，但今天我们将围绕天线通信仿真的实际问题展开讨论。
高频电磁场的多尺度模拟导论
本系列博客为天线与通讯系统多尺度分析的导论。第一篇文章讨论了高频电磁场的多尺度建模。
使用 COMSOL Multiphysics® 中的帮助工具指导建模
我们将讨论COMSOL Multiphysics®中的3个帮助工具，它们将指导您的建模过程。包括在哪里找到和如何使用这些工具的提示。
如何模拟消声覆盖层
模拟消声覆盖层需要我们找到最小的单元格、截断几何结构，并分析波的衍射。COMSOL® 软件提供了实现类似操作的预置接口。
设计可实现材料精确沉积的喷墨打印头
不管是 2D 或 3D 喷墨打印机，喷嘴设计都是保证装置实现精确材料沉积的重要前提，具有重要意义。
对往复式发动机的曲轴进行转子动力学分析
由于曲柄销的偏心和机械零件上的平衡块，往复式发动机的曲轴会在旋转过程中产生自激振动。在本文中，我们将使用“转子动力学模块”来准确研究转子的响应和轴上平衡块的轨道，“转子动力学模块”是 COMSOL Multiphysics® 软件和“结构力学模块”的附加产品。工程师可以基于仿真结果，改进曲轴的设计以减少振动，并优化发动机的性能。
CFD 仿真中如何设定流体压力
众所周知，在 CFD 仿真中常涉及两种压力：绝对压力和相对压力。通过实验测量流体中压力的方法有许多种。在建立 CFD 模型时，正确地设定压力对定义边界条件和定义材料特性非常重要。 今天，我们将解释相对压力和绝对压力之间的区别，讨论 COMSOL Multiphysics® 软件为什么使用相对压力求解 CFD 问题，以及在模拟中什么时候使用不同定义的压力。 绝对压力和相对压力有什么区别？ 在流体力学中，压力是指流体中单位面积表面上所承受的力。使用 COMSOL Multiphysics，我们可以通过求解流体流动的控制方程，纳维-斯托克斯方程，从而确定描述流动的速度和压力场。 CFD 问题中涉及的压力，通常主要有两种：绝对压力和相对压力。 绝对压力 绝对压力是指以绝对真空为基准直接测量的压力，即流体的真实压力。例如，如果我们使用气压计测量某一日的室外压力，会看到气压计的绝对读数大约为 1 个大气压或 101.325kPa，该值与海平面上的大气压相等。绝对压力为零代表真空。 使用气压计测量从 950mbar 到 1050mbar 的室外压力（1 mbar = 100 Pa）。图片来自 Langspeed，通过Wikimedia Commons在CC BY-SA 3.0下获得许可。 相对压力 相对压力是指相对于参考压力的流体压力。表压力是相对于环境压力测得的压力，即以环境压力为参考的相对压力。通常，相对压力用于表征封闭系统中的压力水平。我们可以使用压力表测量相对压力，以将内部压力与周围压力相关联。 压力表，在压力控制站测量相对压力。注意刻度盘如何从零开始，零刻度代表系统压力等于参考压力水平。图片由 Holmium 提供-自己的作品。通过Wikimedia Commons在CC BY-SA 3.0下获得许可。 绝对压力和相对压力的关系可表示如下： PA=p+pref 如果使用真空作为参考压力，则绝对压力和相对压力相等。大多数情况下，参考压力设置为大气压，通常是环境压力。 接下来，我们来看一下如何在 COMSOL Multiphysics 中描述这些压力定义。当我们计算一个流体流动问题的解时，COMSOL® 软件首先会求解速度分量（u，v，w）和相对压力（p）。在后文中，我们将解释，通过使用相对压力（而不是绝对压力）作为因变量，可以在建模中提高压力描述的准确性。然后，我们可以使用相对压力值作为模型的初始值和边界条件，下面，我们将举例说明。 在 COMSOL Multiphysics® 中表征流体压力 我们来看一个如何在 COMSOL Multiphysics 模型中恰当地将相对压力和绝对压力作为变量的示例。为了演示这些概念，我们使用一个简单的模型来说明。在模型中，空气以 1m/s 的入口速度流入通道并流出到绝对压力为 1 个大气压的环境中。除了我们假设两个对称的短入口段外，模型顶部和底部的边界均为无滑移通道壁。设置入口段是为了避免不一致的边界条件。（如果我们在防滑边界附近定义一个笔直的入口速度曲线，就会出现不一致的边界条件。） 有空气流通的通道示意图。 在此模型中，相对压力的变量名称为 p，绝对压力的变量名称为 spf.pA。在层流 接口的设置中，我们看到要求解的因变量是速度分量（u，v，w）和相对压力（p）。 因变量设置窗口。 在下图中，我们可以看到，参考压力水平默认设置为 1[atm]。该参考压力水平用于计算绝对压力：spf.pA = p + spf.pref。 我们还将可压缩性设置为弱可压缩流，这意味着空气的密度取决于温度和参考压力。要了解不同可压缩性设置的更多信息，请参阅上一篇博客文章。 可压缩性和参考压力设置。 现在，我们可以指定边界条件。在入口处，将法向速度设置为 1m/s。对于初始条件和出口边界条件，由于使用默认设置，因此需要输入相对压力。即，使用一个参考压力。当加上出口条件时，我们看到相对压力的默认值为 p=0，相当于绝对压力等于默认的参考压力为 […]
利用仿真获取压阻式压力传感器的精确结果
设计压阻式压力传感器等 MEMS 设备是一项极富挑战的工作，这是因为精确描述此类设备的工作条件需要基于多个物理场的耦合分析。借助 COMSOL Multiphysics®，您便可以轻松地耦合多物理场仿真，进而便捷地测试设备性能并获取精确的分析结果。今天，我们将通过一个示例来展示软件的这一强大功能。
COMSOL Multiphysics® 自然对流仿真简介
自然对流现象存在于电子设备冷却、室内气候系统和环境运输等众多科学与工程应用中。在 COMSOL Multiphysics® 5.2a 版本中，CFD 和传热模块新增的一些功能使建立自然对流模型及其求解变得更加简单。在这篇博客,我们将概述自然对流现象和相关的新功能，并讨论在模拟自然对流时可能遇到的一些问题。
通过模拟玻璃化转变温度优化 3D 打印机
在 3D 打印机中，不良的冷却和固化速率会对制造的零部件造成负面影响。通过优化 3D 打印机的设计，我们可以提升打印产品的品质。一支研究小组利用仿真分析了 3D 打印机中聚合物的冷却过程和相应的玻璃化转变温度。让我们看看，他们是如何针对采用了熔融沉积成型法（FDM®）的 3D 打印机，模拟丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的挤出过程的。
如何从命令行以批处理模式运行仿真
你有没有发现自己在 COMSOL Multiphysics® 软件中创建新模型的速度比在 COMSOL Desktop® 环境中以交互方式启动它们的速度更快？如果在启动下一个模型之前必须等待当前模型完成求解，这听起来并不吸引人。
通过仿真研究快速热退火工艺中的传感器性能
快速热退火（RTA）是生产半导体过程中的一个步骤。你可以通过仿真研究相关现象来优化RTA条件。
借助 App 研究透析设备中的代谢废物排出过程
对于肾功能衰竭患者来说，透析治疗是一件性命攸关的大事。高性能的透析装置可提高代谢废物排出率，进而提升血液透析治疗效果。为了提升设备性能，设计者可以使用数值建模 App 对血液透析过程的各个方面进行研究。本文将以膜透析装置为例，展示 App 能够帮助用户快速分析不同参数的影响，并有效改进设计。
App 开发器让更多人受益于多物理场仿真
用户在使用计算工具前，往往需要接受专业培训，这就是为什么数量众多的仿真用户（且这一群体仍在不断增长）不得不依赖于少数专业人士来执行仿真分析。COMSOL Multiphysics® 软件中的“App 开发器”便是为了解决这一问题而开发的。现在，仿真专业人员可以将创建好的模型封装在一个操作便捷的界面中，让多物理场仿真能够真正地服务于大众。让我们看看客户们是如何评价“App 开发器”的吧。
COMSOL 用户年会 2016 上海站最佳海报作品
COMSOL 用户年会 2016 上海站期间，来自全国各城市的仿真专业人员齐聚一堂，交流探讨他们的仿真研究成果。参会嘉宾通过海报展示的方式分享了许多利用 COMSOL® 软件进行产品创新的案例，其中的三张海报以其最卓越的研究成果成为了受关注度最高的作品。请继续阅读，了解更多关于 COMSOL 用户年会 2016 上海站“最佳海报奖”获奖作品的信息。
如何在多体动力学模型中评估齿轮啮合刚度
在对传动系统进行噪声、振动和粗糙度（NVH）分析时，齿轮啮合的弹性对结果起着至关重要的作用。COMSOL Multiphysics® 软件中的新特征和功能能够准确地评估齿轮啮合刚度，从而可以帮助我们创建一个精确的齿轮模型。
用动画的形式将仿真结果可视化
如果您是 COMSOL 博客的读者，一定知道我们非常喜欢用动画的形式来帮助用户理解博客中复杂的概念。这些动画大部分都是直接从 COMSOL Multiphysics® 软件中导出的，这表示 您 也可以将自己的仿真结果以动画的形式导出。如果您想详细了解具体的操作步骤，请观看文章末尾列出的视频。
模拟固态锂离子电池中的电化学过程
传统的锂离子电池中采用的电解质通常包含易燃的液体溶剂，电池一旦过热便极易引发火灾。为了改进电池设计，提升安全性，人们希望用不可燃的固体电解质替代传统的液体溶剂。不过，要想改进这一技术，并实现其工业化应用，首先需要全面深入地理解装置中的电化学过程。借助仿真这一可靠的工具，相信在不远的将来，我们便可以实现固态锂离子电池的大规模应用。
使用转子动力学模块分析各类旋转机械
在模拟旋转机械时，可通过研究振动对机器性能的影响来有效避免机器故障。为了实现这一目标，一种方法是使用新的“转子动力学模块”，它是 COMSOL Multiphysics® 软件“结构力学模块”的扩展模块。在本文中，我们将介绍“转子动力学模块”，带领你了解它的实用特征和功能，助你改进旋转机械设计流程。
刚度可以是负的吗？
你是否遇到过力不随位移单调增加的有限元公式？这篇博客，我们来讨论这种行为的一些例子：负刚度。
为什么冰足够滑，适合滑雪和滑冰?
“冰为什么是光滑的?”为这个问题找到一个科学的解释似乎很简单，但实际上，几个世纪以来，这一直是一个备受争议和令人困惑的主题。随着世界上大部分地区的人们开始为过冬做准备，我们来探索光滑的冰是如何让我们能够滑雪、滑冰，甚让我们在停车场摔倒背后的科学。
借助仿真设计高效的透皮给药贴片
透皮给药（transdermal drug delivery，简称 TDD）贴片的作用是在一段时间内将药物持续渗透到患者体内。然而，人体的皮肤是阻止外来物质（也包括药物在内）入侵的天然屏障。为了制造出可有效穿透皮肤的 TDD 贴片，研究人员利用仿真对药物的释放过程和皮肤的吸收过程进行了研究。Veryst 工程公司（Veryst Engineering）在 COMSOL Multiphysics® 软件中创建了 TDD 贴片模型，并将仿真结果与实验数据进行了比较。
如何模拟电动磁悬浮装置
当导体材料附近存在时变磁场时，会发生电动磁悬浮现象。在本篇博客文章中，我们将通过两个示例来演示如何模拟这一现象。这两个示例分别为电动磁悬浮装置的 TEAM 标准问题和电动悬浮轮。
使用域分解求解器处理热粘性声学问题
在最近的一篇博客文章中，我们讨论了如何在 COMSOL Multiphysics® 中使用“域分解”求解器来计算大型问题，并介绍了集群上的并行计算。文章还展示了多种节省内存的途径，主要包括在集群上对自由度进行空间分解和在单节点计算机上启用重新计算并清除 选项。为了进一步说明“域分解”求解器在减少内存占用方面的优势，让我们来具体探讨一个热粘性声学问题：模拟穿孔板的转移阻抗。