Comsol annuncia il rilascio della nuova versione di Comsol Multiphysics. Nella versione 5.5 il Design Module include uno sketching tool completamente nuovo per creare in modo più semplice le geometrie e ottenere un controllo parametrico più versatile. Solutori nuovi e aggiornati rendono più rapide le simulazioni in diversi ambiti. Due nuovi prodotti aggiuntivi, il Porous Media Flow Module e il Metal Processing Module, ampliano ulteriormente le potenzialità della suite di prodotti per la modellazione multifisica.
Potente sketching parametrico con quote
Il Design Module include un nuovo sketching tool che semplifica l’assegnazione di quote e vincoli ai disegni per modelli 2D e ai piani di lavoro in 3D. “Abbiamo avuto l’accortezza di integrare il nuovo strumento di quote e vincoli nel Model Builder in modo che diventi una parte naturale del flusso di lavoro in Comsol Multiphysics”, ha commentato Daniel Bertilsson, technology manager per la matematica e l’informatica di Comsol. “I nuovi strumenti per le quote e i vincoli possono essere utilizzati unitamente ai parametri del modello in Comsol Multiphysics per controllare la simulazione, sia per una singola sessione sia per lo sweep parametrico o per l’ottimizzazione parametrica”.
Ottimizzazione parametrica del campo di moto in una microvalvola eseguita utilizzando il nuovo sketching tool con la funzionalità di quote e vincoli disponibile nel Design Module
Nuova tecnologia nei solutori dedicati alle simulazioni acustiche
Campo di pressione sonora all’interno di un’automobile risolto con il metodo degli elementi finiti a 7 kHz utilizzando un solutore specializzato per l’analisi della propagazione delle onde
La tecnologia a ultrasuoni sta diventando sempre più importante in un’ampia gamma di applicazioni, che spaziano dall’ingegneria di processo e per controlli non distruttivi all’elettronica di consumo. Una nuova funzionalità basata sul metodo discontinuous Galerkin consente di calcolare in modo efficiente su architettura multicore la propagazione di ultrasuoni nei solidi e nei fluidi, compresi materiali realistici con smorzamento e anisotropia. Il metodo trova applicazione anche nell’ambito delle basse frequenze, come ad esempio in sismologia. Le capacità multifisiche incluse consentono di combinare perfettamente la propagazione lineare di un’onda elastica in un solido e la sua transizione a un fluido come onda di pressione acustica, e viceversa.
La nuova funzionalità elastic wave è disponibile per gli utenti dello Structural Mechanics Module, del MEMS Module e dell’Acoustics Module. L’accoppiamento acustico fluido-struttura è disponibile nell’Acoustics Module.
Per le simulazioni nel dominio della frequenza, un solutore specializzato per l’analisi della propagazione di onde permette di gestire frequenze più elevate (lunghezze d’onda più corte) utilizzando il metodo degli elementi finiti. Il nuovo solutore può essere usato per analizzare strutture chiuse come quella dell’abitacolo di un’auto e per altre simulazioni acustiche.
Il Metal Processing Module
Il nuovo Metal Processing Module rende possibile in Comsol Multiphysics l’analisi della trasformazione di fase dei metalli per applicazioni nel campo della saldatura, del trattamento termico e del metal additive manufacturing. “Il Metal Processing Module consente di prevedere sforzi e deformazioni derivanti da cambiamenti di fase desiderati o indesiderati causati dal calore nei metalli”, ha dichiarato Mats Danielsson, responsabile tecnico di prodotto di Comsol.” Il modulo può essere combinato in linea di principio con qualsiasi altro prodotto Comsol per ogni tipo di analisi multifisica che includa il cambio di fase di metalli. Prevediamo che gli utenti lo combinino per esempio con l’Heat Transfer Module per includere l’influenza della radiazione termica, con l’AC/DC Module per l’indurimento per induzione e con il Nonlinear Structural Materials Module per analisi altamente predittive del comportamento del materiale”.
Tensioni residue in un ingranaggio cilindrico dopo la tempra, calcolate utilizzando il Metal Processing Module
Il Porous Media Flow Module
Il Porous Media Flow Module offre un’ampia gamma di funzionalità per l’analisi del trasporto nei mezzi porosi agli utenti che lavorano, ad esempio, nell’industria alimentare, farmaceutica e biomedica. Questo nuovo prodotto aggiuntivo include funzionalità per flussi monofase e multifase in mezzi porosi, ma anche per l’essiccazione e il trasporto in fratture. I modelli di flusso coprono simulazioni lineari e non lineari in mezzi saturi e variabilmente saturi con opzioni specifiche per flussi lenti e veloci in mezzi porosi. Le capacità di simulazione multifisica sono ampie, con funzionalità che includono opzioni per il calcolo delle proprietà termiche effettive di sistemi multicomponente, poroelasticità e trasporto di specie chimiche nella fase solida, liquida e gassosa.
Simulazione di un serbatoio per immagazzinare il calore a letto impaccato con il Porous Media Flow Module
L’ottimizzazione di forma e quella topologica sono più semplici nell’Optimization Module
Già da molti anni gli utenti che si occupano di analisi meccaniche, acustiche, elettromagnetiche, termiche, fluidodinamiche e chimiche possono effettuare ottimizzazione topologica e di forma in Comsol Multiphysics. L’Optimization Module offre ora un modo più semplice per configurare l’ottimizzazione di forma con nuove funzionalità integrate, come moving boundary parametrizzate da polinomi e supporto integrato per l’ottimizzazione dello spessore di una shell. Una nuova operazione di smoothing per l’ottimizzazione topologica garantisce ouput geometrici di qualità superiore che possono essere utilizzati per ulteriori analisi e per l’additive manufacturing. Comsol Multiphysics dispone ora di un supporto generale per l’importazione e l’esportazione dei formati PLY e 3MF per l’additive manufacturing, oltre al formato STL già disponibile.
Ottimizzazione di forma di una staffa in lamiera effettuata usando l’Optimization Module. La struttura è soggetta a un carico flessionale che genera convessità nel progetto ottimale. La visualizzazione mostra gli sforzi efficaci
Analisi non lineari con le shell, analisi meccaniche di tubazioni e random vibration analysis
È ora disponibile un’ampia gamma di opzioni per le analisi non lineari di shell e compositi, tra cui plasticità, creep, viscoplasticità, viscoelasticità, iperelasticità e contatto meccanico. La funzionalità di modellazione dei contatti è stata ampliata per supportare qualsiasi combinazione di solidi e shell, inclusi solidi shell, solidi compositi e membrane shell. A seconda del tipo di analisi, questi miglioramenti saranno disponibili per gli utenti dello Structural Mechanics Module, del Nonlinear Structural Materials Module e del Composite Materials Module.
Per gli utenti dello Structural Mechanics Module, una nuova interfaccia per la meccanica dei tubi offre ora una funzionalità per l’analisi degli sforzi di sistemi di tubazioni. La nuova funzionalità può gestire una varietà di sezioni trasversali di tubi e può includere effetti dovuti a carichi esterni, pressione interna, forze di resistenza assiale e gradienti di temperatura attraverso la parete del tubo.
Gli utenti dello Structural Mechanics Module possono ora eseguire analisi con vibrazioni casuali per studiare la risposta ai carichi rappresentati con una densità spettrale di potenza (PSD).
Ciò consente agli utenti di includere carichi di natura casuale, come raffiche di vento turbolento o vibrazioni indotte dalla strada su un veicolo. I carichi possono essere completamente correlati, non correlati o avere una specifica correlazione fornita dall’utente.
Il Multibody Dynamics Module offre nuove funzionalità per l’analisi di trasmissioni a catena rigida ed elastica con generazione automatica di tutte le connessioni e i giunti necessari per la modellazione delle stesse.
Simulazioni di flussi di Eulero comprimibili e Large Eddy Simulation non isoterme
Gli utenti del CFD Module avranno a disposizione nuove interfacce per la simulazione di flussi di Eulero comprimibili e per Large Eddy Simulation non isoterme (LES). Inoltre le interfacce per flussi in macchine rotanti ora supportano due metodi level set phase field così come Euler-Euler e bubbly flow. L’Heat Transfer Module contiene una nuova interfaccia per sistemi termici a parametri concentrati, un approccio equivalente alla modellazione di circuiti per le simulazioni di trasferimento di calore. L’irraggiamento in mezzi partecipanti ora supporta bande spettrali multiple e una nuova formulazione della funzionalità open boundary per il flusso convettivo riduce del 30% il tempo di soluzione.
Wave optics e ray optics multiscala, shell piezoelettriche e porte PCB
Il Ray Optics Module può ora essere combinato con l’RF Module o il Wave Optics Module per simulazioni simultanee full-wave e ray tracing. Ciò consente la modellazione multiscala, come ad esempio l’analisi di una guida d’onda radiante in una grande stanza, dove l’uso di una simulazione full-wave sarebbe proibitivo per il calcolo. Combinando l’AC/DC Module e il Composite Materials Module gli utenti possono ora analizzare materiali stratificati con strati sia dielettrici sia piezoelettrici in strutture sottili. Nell’RF Module una serie di nuove porte per i via e le linee di trasmissione rende la configurazione molto più rapida e offre all’utente un maggiore controllo per la modellazione dei circuiti stampati.
Distribuzione efficiente di app
Comsol Compiler consente di creare app standalone basate su modelli realizzati in Comsol Multiphysics con interfacce specializzate costruite con l’Application Builder. Le app compilate richiedono solo Comsol Runtime – non è necessaria alcuna licenza di Comsol Multiphysics o Comsol Server. “Dal rilascio di Comsol Compiler lo scorso autunno, abbiamo visto un’ottima risposta da parte dei nostri utenti dell’Application Builder grazie a questa nuova possibilità di distribuire le app in forma autonoma”, ha detto Daniel Ericsson, application product manager di Comsol. L’ultima versione di Comsol Compiler ha una nuova opzione di compilazione per generare file di dimensioni minime in modo da facilitare la distribuzione. Quando l’utente lancia per la prima volta una app dove è stata utilizzata la nuova opzione di compilazione, Comsol Runtime viene scaricato e installato, se necessario, dal sito web di Comsol. Per le app che utilizzano la stessa versione di Comsol è necessaria una sola istanza di Comsol Runtime. Comsol Runtime ha una dimensione di circa 350 MB e il file di una app può avere una dimensione di pochi MB.
Comsol Runtime per l’installazione di app standalone create con l’Application Builder e compilate con Comsol Compiler