COMSOL多物理场仿真入门指南

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内容简介
全书共8章,前4章为板块,以仿真发展历史与国内行业现状为开端,介绍了进行有限元仿真必备的基础条件。接着对COMSOL Multiphysics多物理场计算的基础知识给出了系统的讲解:首先对数学理论知识,譬如限元理论、高等数学基础、数值分析等基本概念进行了详细介绍;其次对COMSOL常规建模流程进行了简要阐述,包括函数定义、几何建模、材料定义、网格划分和求解设置等,同时对COMSOL中控制方程和边界条件的含义和应用做了介绍;然后对COMSOL的优势即多场耦合概念及耦合方法进行了阐述,*后对COMSOL的软件操作方法、界面功能、网格剖分等知识进行了系统讲解。后4章为第二板块,从应用*为广泛的四大领域入手,逐一介绍了计算流体力学、电磁学、结构力学和电化学模块,总计13个案例,按照由浅入深的顺序排序,较为详细地讲解了每一个操作步骤,使初学者可通过对照练习理解软件使用技巧。每一个案例,本书均配有二维码视频,以便初学者能更好地理解和掌握
本书是面向完全零基础的读者编写的入门指南,初学者既可以通读本书获得对COMSOL较为全面的认识,也可以在阅读完板块内容后,挑选自己感兴趣的领域,学习对应的案例操作。如果读者需要对软件设置原理有更全面的了解,可以查看COMSOL用户帮助文档。
目录
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目录序
前言
第1章仿真预备知识
11仿真发展简史
12我国仿真行业现状
13做好仿真工作的需求
第2章多物理场计算基础
21多物理场计算基础
211有限元简介
212数学理论基础
213数值分析
214基础物理场核心名词
22COMSOL常规建模流程
221案例描述
222建模求解
223函数
224几何模型
225材料定义
226网格划分
227求解器设置
228后处理
23COMSOL中的控制方程和边界条件
231控制方程
232边界条件
24耦合的概念及常规方法
第3章COMSOL操作方法
31COMSOL主界面功能介绍
32常用内置常数、变量,自定义参数、函数、变量、材料的方法
33COMSOL自定义参量的常见错误
34COMSOL前处理方法解析
341实体建模
342网格剖分
第4章COMSOL的网格剖分
41简介
42网格设置
421网格的添加、删除与设置
422网格的自动剖分
423网格的尺寸设置
424映射网格
425扫掠网格
426边界层网格
427复制网格
428网格设置的总结
43不同定型几何的网格
44网格检查
441检查和警告节点中报告的实体区域
442查询网格的统计信息
443创建网格绘图
45网格导入和导出
46网格划分示例
461二维网格剖分示例——流体喷射器
462三维网格剖分示例——元器件母版
47本章小结
第5章计算流体力学模块
51流体流动的控制方程
511质量守恒方程
512动量守恒方程
513能量守恒方程
514Reynolds平均可压缩NS方程
52边界条件
53求解过程
54COMSOL Multiphysics中计算流体模块中主要的物理场接口
541单相流动
542多相流流动
543多孔介质流动
55案例1热水杯静止散热
551物理背景
552操作步骤
553案例小结
56案例2高马赫流
561物理背景
562操作步骤
563案例小结
57案例3相场液滴滴落
571物理背景
572操作步骤
573案例小结
第6章电磁学模块
61Maxwell方程组
62本构关系
63COMSOL求解高频电磁场的物理场接口
631全波电磁场
632波束包络法
633几何光学
64案例1铜柱的感应加热
641物理背景
642操作步骤
643案例小结
65案例2高斯波束的二次谐波产生
651物理背景
652操作步骤
653案例小结
66案例3射频消融、微波烧蚀肿瘤
661物理背景
662操作步骤
663案例小结
第7章结构力学模块
71结构力学中的三个基本关系
711应力与平衡方程
712几何方程
713本构关系
72边界条件
721位移
722力
723弹性基础
73细长几何近似
731梁
732板
733壳
734膜
74结构力学的耦合类型
741流固耦合
742压电效应
743热结构耦合
75案例1铜及铜合金的塑性变形
751物理背景
752操作步骤
753案例小结
76案例2压电传感器
761物理背景
762操作步骤
763案例小结
77案例3殷钢的热变形
771物理背景
772操作步骤
773案例小结
78案例4瓦斯抽采过程中的流固耦合
781物理背景
782操作步骤
783案例小结
第8章电化学模块
81概述
82电化学理论
821原电池电动势
822传质现象
823离子扩散
824电迁移
825对流
826边界条件
827电极过程控制方程
828电流分布理论
829电极动力学类型
83案例1铁轨腐蚀
831物理背景
832操作步骤
833案例小结
84案例2稀物质传递二次电流分布
841物理背景
842操作步骤
843案例小结
85案例3电致化学发光
851物理背景
852操作步骤
853案例小结
参考文献
相关软件

COMSOL Multiphysics® 是一款功能强大的多物理场仿真软件,用于仿真模拟工程、制造和科研等各个领域的设计、设备及过程。除了多物理场仿真建模之外,您还可以进一步将模型封装为仿真 App ,提供给设计、制造、实验测试以及其他合作