COMSOL Multiphysics和MpCCI 多物理场耦合软件有什么区别

1、借助仿真分析，理解、预测和优化实际工程问题

作为业界领先的多物理场仿真平台，COMSOL Multiphysics® 提供了仿真单一物理场以及灵活耦合多个物理场的功能，供工程师和科研人员来精确分析各个工程领域的设备、工艺和流程。 软件内置的模型开发器包含完整的建模工作流程，可实现从几何建模、材料参数和物理场设置，求解到结果处理的所有仿真步骤。

App 开发器支持在已有仿真模型的基础上，进一步定制开发用户界面，将其转换成直观易用的仿真 App，分享给合作者使用。模型管理器可对仿真模型进行版本管理，节省仿真数据的存储空间，实现更便捷、高效的数据管理。

COMSOL 产品库中丰富的附加模块均可与 COMSOL Multiphysics® 灵活地组合使用，正因为此，软件可以在同一个用户界面内，提供适用于不同工程领域的专业解决方案。

2、多物理场分析带来更精确的结果

与传统的实验或原型测试方法相比，将仿真分析与实验测试相结合，可以帮助我们更快、更准确地优化产品设计。为了准确地分析实际工程问题，往往需要考虑多个物理现象的共同作用。

在 COMSOL Multiphysics® 软件环境中，用户可以根据实际需要，灵活地耦合各种物理场，进行通过传统方法难以实现、甚至无法实现的仿真分析。

精确的多物理场模型可以用来测试和分析各种可能的工况和物理效应，帮助您理解、优化和预测真实场景下的工程问题。

3、统一的建模工作流程

在 COMSOL Multiphysics® 软件界面中，您可以轻松地仿真电磁、结构、声学、流体、传热和化学反应等各种物理现象，还可以在单个模型中灵活耦合多个物理现象。COMSOL Multiphysics® 通过“模型开发器”提供了完整的仿真环境，不论您需要研究和分析哪个领域的问题，建模工作流程始终如一。

建模工作流程包括：

几何与 CAD 建模
物理场设置
网格划分
研究和优化
求解
可视化和结果分析

4、高效管理模型和仿真数据

“模型管理器”用于便捷地管理仿真模型、数据和仿真 App，支持在团队中集中管理仿真数据，并通过版本控制来跟踪数据的修改和更新。“模型管理器”可由 COMSOL Multiphysics® 用户界面直接访问，支持对本地或远程服务器端数据库的灵活选择。

“模型管理器”提供了高效存储仿真数据的选项，用户可选择仅存储草稿、及与模型修改相关的数据，以及 CAD、网格和实验数据等辅助数据，以节省存储空间。用户还可为模型和仿真 App 自行定义标签，以便在“模型管理器”中迅速查找；通过用户分组和权限管理，还支持控制不同用户对模型、数据的访问权限。

5、通过仿真 App 连接研发、设计和生产

在许多团队中，为数不多的仿真工程师往往需要为产品设计、生产制造等其他部门的同事提供服务。为了更好地满足这一需求，COMSOL Multiphysics® 软件提供了定制、开发仿真 App 的工具。用户可以通过软件内置的“App 开发器”，为仿真模型创建直观、友好的用户界面，将其封装为仿真 App。

仿真 App 可以在 COMSOL Multiphysics® 界面内测试和运行，还可以通过 COMSOL Server™ 或 COMSOL Compiler™ 来部署。这两款产品可以帮助您与设计、制造、工艺、测试等部门，以及外部客户和合作者共享仿真 App，建立更紧密的协作关系。

1.. 降低采购成本。

用户可以利用现有的CFD软件和结构分析软件，因而可以降低软件购置成本。如用户如果已经有FLUENT软件和NASTRAN软件，那么就仅仅需要采购MpCCI软件就可以了。

2. 容易使用

采用MpCCI完成流固耦合分析，利用用户熟悉的仿真软件如FLUENT、MD-NASTRAN或ABAQUS进行前后处理，不需要用户学习其它的软件，而MpCCI的使用是非常容易的，大约一天就可以学会。

3.. 基于MpCCI的流固耦合方案可以模拟任意速度范围的流固耦合问题

各种工业应用中的流固耦合问题面对的耦合情况非常复杂，既有可能是像液压系统、燃油系统、充液管道系统这样的不可压缩流作用下的流固耦合，也可能涉及到像飞行器这样的可压缩流场作用下的气动弹性耦合问题。在实际情况下，仅仅采用单一的CFD求解器很难实现从不可压缩到可压缩流的各种流场的高效求解。比如对于强压缩流动问题可以选择FLUENT中基于密度的求解器，对于像飞行器水下发射系统的问题可以选择基于压力的求解器。基于MpCCI流固耦合方案可以根据用户计算模型的特点选择合适的求解器进行高效率的模拟。因此，基于MpCCI流固耦合解决方案通过选择合适的求解器可以解决从不可压缩流到高超音速的流固耦合问题。

4.. 基于MpCCI的流固耦合方案可以求解涉及复杂流动机理的流固耦合问题

在进行工业级的数值模拟仿真时往往会遇到流动机理极其复杂的耦合问题。比如飞行器在高马赫数条件下，由于相对温差较大，需要考虑辐射等传热因素。上述问题都是需要考虑复杂流动机理的问题。基于MpCCI的流固耦合方案可以选择合适的CFD软件，如FLUENT包含丰富的物理模型，MpCCI与FLUENT软件结合可以模拟辐射、VOF模型、自由表面等问题。因此，基于MpCCI的流固耦合方案可以模拟包含非常复杂的流动机理的流固耦合问题。

5.. 基于MpCCI的流固耦合方案可以模拟大位移和大变形的流固耦合问题

流固耦合分析的目的就是研究流体和固体间的相互作用对固体结构和流场的影响，在大变形情况下流固耦合的相互作用更加突出。在实际工程分析过程中多数都需要考虑具有大位移、大变形特征的流固耦合问题。支持大变形和动态网格是能够实现流固耦合的基础。基于MpCCI流固耦合方案可以选择像FLUENT这样包含非常完善和先进的动网格技术的CFD软件，基于FLUENT所提供的弹簧光顺、动态层铺、局部网格重构三种动网格技术，可以求解像具有不同的运动规律的多个区域运动等复杂的动网格问题。因此基于MpCCI流固耦合方案可以顺利模拟涉及大变形和大位移的流固耦合问题。

6. 基于MpCCI的流固耦合方案能够实现时间异步的流固耦合分析

流固耦合分析的计算量是非常巨大的，其时间复杂度是单独求解固体时间复杂度与单独求解流体时间复杂度的乘积。海量的计算量是实现工业级流固耦合分析的巨大障碍，这是由流固耦合分析所需要处理的复杂问题决定的。首先，对同一个流固耦合问题，流体和固体的模拟响应时间往往是有差别的。比如在分析稳态的流固耦合热传导问题时，热量的传输过程比在固体中的扩散过程快很多，因此流体区域的计算时间需要取更小的时间步长。另外，至于求解精度和数值稳定性的考虑，CFD软件和FEM软件对其分析的时间步长也往往是有不同的限制的。比如固体区域中采用显式算法求解器运算时，有限元分析的时间步长需要小于固体中的波速通过最小单元的时间。如果流体区域和固体区域都采用相同的时间步长，可能会导致流固耦合计算效率的大大降低。因此，在流体区域和固体区域采用相同的时间步长在绝大多数工程实际问题是不适宜的。基于MpCCI的流固耦合方案采用时间异步技术，可以根据固体求解器和流体求解器的效率和并行性能的特点灵活合理的设置不同的流体和固体的时间步长，大大降低流固耦合的计算时间复杂度。

7.. 基于MpCCI的流固耦合解决方案能够实现在各种计算平台、各种网络环 境下高效率的并行计算

MpCCI采用客户机服务器体系结构，客户机和服务器的通信采用通用的MPI协议，使得基于MpCCI的流固耦合方案可以运行各种主流的如超级计算机、PC Cluster等计算机平台和TCP/IP、Infiniband、Myrinet等网络环境。MpCCI可以采用后台方式运行，支持LSF、PBS等并行批处理作业和计算机系统资源管理工具。在计算的过程中，客户端代码本身的并行仍然采用原有的并行机制，如FLUENT、NASTRAN、ABAQUS、ANSYS仍然采用各自的并行方式，基于MpCCI的流固耦合解决方案不会影响客户端软件的并行性能。另外，基于MpCCI的流固耦合解决方案既可以让客户端程序之间串行方式执行，也可以并性方式执行。如FLUENT和NASTRAN/ABAQUS/ANSYS同时求解，在完成一个时间步后交换数据，然后FLUENT和NASTRAN/ABAQUS/ANSYS再同时求解，如此循环。这将极大提高大负荷问题的解算效率。因此，基于MpCCI的流固耦合解决方案能够在各种环境下实现高效率的并行计算。

8. 基于MpCCI的耦合解决方案能够实现流体、固体、热、电磁、控制等多物理环境耦合分析

真实环境下CAE模拟的对象除了流固耦合的相互作用，还会由其他传热、辐射和反馈控制等更多的因素。比如飞行器控制系统对飞行器操纵控制等多种因素相互作用相互影响的问题。基于MpCCI的耦合解决方案可以解决三个或者三个以上的多物理场耦合问题，能够实现流体、固体、热、电磁、控制等诸多物理环境耦合分析。