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手动设置变量的缩放比例

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COMSOL^®软件会自动为模型中的每组变量假设不同的缩放比例。这些比例因子默认由软件自动确定，但有时也需要进行手动调整，本文将讨论它们对模型的重要性以及如何进行手动设置。

因变量节点的设置窗口。

变量比例的重要意义

为了完成数值计算，通常需要设置比例。在求解几个不同的场时，一些场的平均量级可能与其他场有很大差异，同时求解这两个场可能会导致数值问题。比例因子就是用来避免这种情况的。

例如，考虑一个涉及电流、传热和固体力学物理场的瞬态问题。固体传热物理场接口的默认初始值为 293.15 K，软件将自动以此为比例。而电流和固体力学物理场接口的电势场和位移场的默认初始值分别设置为零。

电流（左）、固体传热（中）和固体力学（右）物理场初始值节点的默认设置。

当初始值为零时，软件将自动使用物理场接口的信息来估算比例。以固体力学接口为例，使用的比例为几何体大小的 0.01 倍。其他物理场接口也会有各自不同的默认值。这些比例将在求解器日志窗口的开头显示，如下图所示。

求解器日志窗口，显示了软件自动确定的默认比例。

有时，这些自动确定的比例因子并不合理，需要手动设置。

手动设置比例

例如， 您可能已知实际电势可高达 10 kV，温度可高达 500 K，但位移预计会非常小，大约为 0.01 mm。

为了手动设置比例，首先要生成默认求解器序列（如果未预先生成的话）。右键单击研究节点并选择 显示默认求解器 ，这将在研究 > 求解器配置节点中填充默认求解器设置。然后转到因变量节点并展开，现在，您将看到模型中每个待求解物理场的独立节点。

选中每个节点，然后在设置窗口中将缩放方法切换为手动，输入该场在整个模拟时间段内的预期峰值大小，如下图所示，

手动缩放电势，假设模拟期间的峰值电压为 10 kV。

手动调节温度，假设模拟期间的峰值温度为 500 K。

手动缩放位移，假设位移非常小，约为 0.01 mm。

完成模拟后，检查所有场的实际计算峰值绝对值，并将结果与比例因子进行比较。如果两者相差明显超过一个数量级，请使用新的比例重新计算结果并再次进行比较。

有关变量缩放的更多信息，请参阅COMSOL Multiphysics Reference Manual中的Scaling of Variables and Equations和Dependent Variables章节内容。