EO-453

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EDA/SW/T&M
NUOVE APP
55 - ELETTRONICA OGGI 453 - APRILE 2016
le evoluzione della simulazione numerica applicata alla real-
world physics,ovvero nelle fasi di progettazione e sviluppo
di prodotti o di ottimizzazione di processi.
Cos’è una COMSOL App?
Quando viene proposta l’idea di una App di simulazio-
ne la domanda più ricorrente è sicuramente: “Cos’è una
COMSOL App?”.
Una Apppuò essere definita come una interfaccia utente de-
dicata, che consente al generico utente di svolgere simula-
zioni parametriche senza necessità di costruire un modello.
Il termine “parametrico” va inteso nella sua accezione più
vasta nell’ambito del modelling numerico, vale a dire para-
metrizzazione geometrica, costitutiva, risolutiva e di post-
processing.
Relativamente alla geometria, infatti, il modello solido del
sistema simulato può essere costruito in maniera comple-
tamente parametrica, sia in termini di dimensioni ma anche,
ad esempio, in riferimento al numero di taluni componenti
geometrici del dispositivo (per esempio array o matrici di
componenti geometrici). Ogni parametro può essere intro-
dotto o scelto dall’utente, che può visionare le diverse con-
figurazioni geometriche costruite in real-time una volta lan-
ciata la App.
Per quanto riguarda i materiali che costituiscono le varie
porzioni del dispositivo, essi possono essere scelti da ap-
posite liste.
Ogni proprietà fisica può, all’occorrenza, essere introdotta
manualmente sotto forma di valore. Nello stesso modo, qual-
siasi andamento o dipendenza di una proprietà in relazione
a una coordinata spaziale o a una variabile fisica può essere
introdotto tramite formulazione analitica o interpolazione da
tabelle introdotte nel modello di riferimento della App.
Le ipotesi assunte in fase di modelling possono essere
anch’esse gestite tramite l’interfaccia utente. Ad
esempio, è possibile immaginare una Appdedica-
ta a una simulazione fluidodinamica in cui l’utente
in fase di utilizzo della App possa scegliere il re-
gime di moto, o il modello di turbolenza più ap-
propriato, in funzione anche di vari altri parametri
di definizione dello stesso modello (per esempio
le dimensioni geometriche di un canale). Per al-
tro verso, in un’analisi di meccanica strutturale
è possibile concepire la App in maniera tale che
l’utente possa selezionare, durante l’utilizzo della
App, il modello di plasticità più idoneo al sistema
in esame, o anche a parti di esso, in funzione del
materiale costitutivo della singola parte.
In base alla sua costruzione, la App offre inoltre
la possibilità di introdurre o scegliere ogni con-
dizione funzionale del sistema che si vuole simulare. Si fa
riferimento in particolare alla possibilità di definizione delle
condizioni al contorno e di qualsiasi termine sorgente che
appaia nelle equazioni di governo della fisica simulata. An-
che in questo caso, per fare un esempio, in una simulazio-
ne termica è possibile editare la potenza dissipata da un
dispositivo, o le condizioni climatiche o ambientali esterne
nel processo di smaltimento del calore. La possibilità di azio-
ne anche in questo caso può far riferimento non solo alla
scelta o introduzione nelle finestre di dialogo di valori co-
stanti (esempio la temperatura dell’ambiente), ma anche alla
possibilità di scelta di andamenti temporali del parametro
(per esempio la considerazione di andamenti temporali della
temperatura durante un giorno-tipo invernale piuttosto che
estivo).
Infine, può essere gestito ogni risultato derivato tramite
post-processing analitico dalla distribuzione delle variabili
dipendenti risolte tramite la simulazione. Anche in questo
Fig. 2 - Layout di base del sistema utilizzato per la costruzione della App dimostrativa
“SMD Thermal Model”
Fig. 3 - Indicazione delle condizioni al contorno e della sorgente di
calore adottate nel modello di riferimento per la App