如何使用模型方法自动化物理选择和研究

2017年6月28日

您在某些假设下解决了模型。当您分析结果时,您会发现这些假设不存在。现在,您必须通过合并新的物理功能或更改研究类型来修改分析。如果您可以自动化此类流程怎么办?今天,我们将讨论如何轻松地使用模型方法在ComsolMultiphysics®软件的5.3版中介绍的功能。188金宝搏优惠

定制解决方案程序的好处

我们经常根据部分信息做出建模决策。流程会保持层流还是湍流?固体停留的弹性是在指定的载荷和约束下变成塑料的吗?变形是否足够大,需要几何非线性分析,还是小变形理论足够好?有时,极限分析可以回答这些问题。如果我们可以在解决问题之前回答此类问题,我们可以选择适当的模型。如果没有,则仅在解决方案无效的情况下,解决更简单的模型并切换到更复杂的模型是经济的。

例如,我们只有在首次分析获得的最大应力高于弹性极限的情况下,我们才能首先进行弹性分析并切换为弹性塑性分析。同样,我们可以在模型中求解假设层流流,并且只有在第一个分析获得的雷诺数足够高的情况下才能在模型中包含湍流。

在这些和其他情况下,我们可能必须根据初步结果更改建模方法,这将节省我们自动化工作流程的努力。从第一项研究中获得的信息也可以重复使用,以使后续研究在计算上有效。今天,我们将通过编写代码来自动化弹性分析来演示如何做到这一点。该代码进行弹性分析,检查最大应力是否超过材料的屈服应力,并在必要时以可塑性运行模型。

在ComsolMultiphysics®中188金宝搏优惠创建方法

使用Windows®188金宝搏优惠操作系统平台上的ComsolMultiphysics®软件,您可以使用自定义的用户界面构建应用程序,并包括用于其他功能的方法。然后,使用Windows®中的应用程序构建器构建的应用程序可以在任何操作系统上运行。您可以与同事,客户,学生等共享应用程序。

在comsol®软件的5.3版中,我们引入了188金宝搏优惠一个名为“方法”的新功能,该功能可以通过在comsol Multiphysics图形用户界面(GUI)中编写代码来扩展软件的功能,即使您不打算制作代码应用。这记录代码,,,,编辑工具,,,,语言元素, 和模型表达式应用程序构建器的功能可用于轻松生成编写方法所需的Java®代码。

使用模型方法按钮突出显示了Comsol多188金宝搏优惠物理GUI的屏幕截图。
要添加一种方法,请转到开发人员选项卡并单击模型方法

comsol多物理GUI的屏幕截图,显示188金宝搏优惠了如何运行方法。
要运行一种方法,请转到开发人员选项卡,单击运行模型方法,然后选择一种方法。

在以前的博客文章中,我们讨论了方法的工作原理并演示了如何使用它们创建随机几何形状。今天,我们将将对话扩展到物理和学习设置。

使用模型方法自动化弹性分析

为了演示如何在物理选择和研究序列中使用方法,我们将使用基于从我们的应用程序画廊对孔板的弹性塑料分析。设立应用程序库示例的先验知道应力将超过弹性极限。因此,分析中添加了可塑性。今天,我们将有一种方法发现,如果需要可塑性,则将其自动合并。

我们要在这里自动化的过程包含以下步骤:

  1. 在没有可塑性的情况下进行弹性研究。
  2. 检查最大应力是否超过材料的初始屈服应力。
  3. 如果最大应力小于初始屈服应力,请停止。否则,运行弹性塑料研究。
  4. 如果需要可塑性,请从弹性研究中重复使用信息,以避免在弹性范围内进行不必要的非线性分析。

我们在第一项研究中添加了两项研究并禁用可塑性。在第二项研究中,我们添加了辅助扫描用于弹性塑料分析中的负载渐变。在第一项研究中,通过设置施加全部负载到1在全球定义。在第二项研究中,我们使用参数p_next使研究有效。这些参数将根据第一项研究的结果设置。

屏幕截图显示了Comsol多物理学中固定弹性研究的设置。188金宝搏优惠

屏幕截图显示了Comsol多物理学中固定弹性塑料研究的设置。188金宝搏优惠
仅当第一个研究中的假设结果不正确时,才能计算第二项研究。

在里面结果部分,我们添加了派生值节点评估第一项研究的最大应力。可以使用最大组件耦合操作员。此值,在pascals中获得(如在设置窗口中所示表面最大1)将与PASCALS的初始屈服应力进行比较。为此,我们介绍参数sy_scaled

屏幕截图突出显示了comsol多物理软件中的参数设置。188金宝搏优惠
Syield和Sy_scaled是材料节点和方法分别。

屏幕截图显示了Comsol多物理学中表面最大值的设置窗口。188金宝搏优惠
一种最大组件耦合操作员是此操作的另一种选择。

现在,我们已经拥有所需的所有成分,让我们编写该方法。

应用程序构建器的屏幕截图放大了方法。
一种用于自动化有效弹性塑料分析的方法。

上面的两行值得一些讨论:

  • 第12行:
    • 第一个研究是使用1个负载参数完成的。压力在第9行中大于1,其倒数将告诉我们弹性极限处的负载参数。请注意,我们可以在这里这样做,因为可塑性是我们问题中唯一可能的非线性。该模型没有几何非线性或接触。
  • 第14行:
    • 如果需要可塑性,我们想以0.05的步骤进行辅助扫描。我们使用Ceil(天花板)方法从Java®Math类中获取载荷参数的最低值,该值是0.05的倍数,并且是弹性极限之后的。

有了这些信息,第二项研究(如有必要)在弹性区域仅解决一次:在弹性极限下。我们可以看到在结果部分。

2D图组设置的屏幕截图,其中显示了参数值选项。
强调的负载参数的最低值是使用弹性研究估算的。

如果你回到全球定义,您将看到该方法已更新了参数p_next从它们的原始值零值,如前所述。

comsol多物理GUI的屏幕截图显示一188金宝搏优惠组参数值。
参数值由基于初步研究结果的方法改变。

结束语

今天,我们已经证明了使用方法设置有效的物理选择和研究序列。可以通过脚本完成类似的任务。但是,方法使使用应用程序构建器中使用的相同功能所需的模型对象和方法变得容易。在需要时,可以通过常规Java®课程来增强这些方法,例如我们在第一个示例中使用的数学课或您自己的课程。

我们仅显示了执行任务的一种方法来说明在物理和求解器设置中使用方法,但是有其他选择和改进。例如,在弹性性分析中,我们在模型构建器中添加了两项研究。另外,您可以使用一项研究,可以从方法启用或禁用可塑性和辅助扫描功能。

在上面的示例中,研究之间必须做出逻辑决定。如果没有这样的决定,您只想参考另一项研究(例如,将一项研究用作后续研究的预定步骤),您可以使用研究参考特征。请参阅该部分研究参考在里面188金宝搏优惠comsol多物理参考手册有关详细信息。

如果您有与今天的讨论有关的任何疑问或使用COMSOL多物理学,请通过下面的按钮与我们联系。188金宝搏优惠

相关资源

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