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标题:人人可用的模拟与仿真 [打印本页]

作者:康小数 时间:2015-11-27 11:35
标题:人人可用的模拟与仿真
本帖最后由康小数于 2016-2-19 10:48 编辑

上一篇文章《 机械与结构力学中的多物理场仿真 》，向大家介绍了多物理场仿真在机械与结构力学中的运用，并介绍了一些世界知名企业使用多物理场仿真软件进行产品研发和设计的实例，比如波音、ABB 等公司。虽然COMSOL 易学易用，但是由于多物理场仿真建模的过程相对复杂，对于理论基础及物理问题分析的要求较高，许多小伙伴反馈希望找到更加便捷的方法进行仿真分析。考虑到大家的需求，这里另开一贴，介绍 COMSOL 公司推出的全球领先的 App 编辑器以及COMSOL Server，希望对大家的科研工作有所帮助。

什么是仿真App

在工作中，我们都希望利用仿真来加速产品的设计和研发。然而，如何让稀缺的仿真工程师更高效地服务于产品的开发、设计、制造等流程，从而使更多的人都能得益于他们的专业知识及仿真软件的强大功能，一直是困扰企业设计研发的难题。

COMSOL 推出的 App 编辑器及COMSOL Server 从根本上解决了这一难题。仿真专家们在COMSOL Multiphysics 这个统一的集成环境中创建模型之后，再通过 COMSOL中自带的 App 开发器（Application Builder ）快速将仿真模型封装为一个简洁、易操作的 App应用程序，然后通过 COMSOL Server 在全球范围内分发，让不具备专业仿真经验的人也可以运用仿真的力量。

现在，仿真工程师可以利用 App开发器为他们的 COMSOL 多物理场仿真模型定制开发易于操作的用户界面，其中包含指定的输入参数、输出结果和图形界面，并将其保存为 App 应用程序。制作 App 的过程十分简单，图形化的App 向导会在短短几分钟内引导开发者（仿真工程师）创建一个界面友好的 App 。而后，仿真工程师就可以将创建好的仿真App 上传到提供 COMSOL Server 的服务器上，并通过COMSOL Server 来管理及分发仿真 App 的操作权限。这样，更大型的工程和生产团队就可以通过COMSOL Server 运行 App 应用程序，使仿真为生产服务，从而提升组织内或组织间的沟通效率。

下面，我们就通过示例来具体讲解如何从一个多物理场模型建立仿真 App ，以及如何通过COMSOL Server 来部署及分发仿真 App 的操作权限。

如何创建仿真App

图1中显示的是一个大家熟悉的工字梁的模型，模拟了钢梁承受负载时梁内的应力分布。在模型的建立过程中，我们需要构建梁的几何结构，设置梁的材料属性、边界条件（载荷、约束等），划分网格，然后求解以及结果的后处理等一系列操作，最后完成我们的问题分析。建模过程如此复杂，怎样才能简化操作，让更多的工程师共享仿真成果呢？

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图1 梁截面模型建模界面

将图1的模型转化为 App 之后，整个模型就变得十分简洁易用（如图2所示）。这样一个简单的界面，即使没有任何建模经验的人也可以使用。我们只需要在左边窗口选择梁的类型，输入梁的几何尺寸，以及梁所受的作用力大小，点击一下计算，我们就能得到相应的结果，并且知道在给定的载荷作用下应力的大小及分布情况，以及这个梁的结构是否会被破坏。这样，作为一名设计者，需要了解自己设计的梁是否满足工程需要时，就可以使用仿真来验证设计，省去了创建多物理场模型所需的建模过程及物理背景知识，从而大幅提升研发及设计效率。

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图2. 梁截面计算器App

COMSOL Multiphysics? 5.2 版本进一步优化了 App 开发器的工作流程。新增的编辑器工具使用户可以轻松快速地开发用户界面，只需点击几下鼠标，仿真专家就能将任意模型参数、物理场设置以及数值数据和绘图结果等加入 App 用户界面。

通过COMSOLServer 分享仿真App

制作好一个应用程序后，我们可以通过 COMSOL Multiphysics运行，也可以通过COMSOL Server? 来运行。COMSOL Server? 专门用于运行和分发由 App 开发器创建的 App ，使您可以在整个组织和网络中推广仿真的优势。当您需要向您的设计团队、制造部门、测试实验室，以及世界各地的客户和委托方部署由仿真专家开发的 App 时，就可以使用 COMSOL Server? 这一平台。

当我们使用 COMSOLServer运行COMSOL 仿真App 时，我们可以选择两种不同的方式：COMSOL 客户端，或网页浏览器。相对于使用网页浏览器，COMSOL 客户端会带来更好的图形表现，且支持一维、二维和三维交互式图形。图3 就是一个通过客户端登录COMSOL Server 之后，运行车载起重机计算器App 的示例。图4 为使用网页浏览器运行同一个App 时的界面。两种方法的操作方式相同，均可从应用程序库中启动App ，修改各种输入参数，进行计算，然后将结果可视化。

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图3 在COMSOL Server 中运行车载起重机计算器App

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图4 在网页浏览器中运行车载起重机计算器App

COMSOLServer 简介

COMSOL Server许可证支持在全球范围内使用，在全球各地的用户都可以通过COMSOL Server 使用由 App 开发器所制作的App 应用程序。另外，在全球版COMSOL Server 许可证的支持下，App 还可以脱离COMSOL 的环境独立运行，或作为浏览器中的一个网络资源使用。也就是说，工程师可以通过网络或云服务在全球范围内向用户、教职工、学生等发布 App ，单一用户最多可以同时运行COMSOL Server 应用程序库中的4 个应用程序，没有核数及集群使用的限制。

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图5 COMSOL Server App 库

用户可以通过登陆 COMSOLServer ，上传应用程序至COMSOL Server 并将其设定为私有、公共或特定群组访问等不同的安全级别。图 5 显示的是COMSOL Server 中的App 库。在App 库中，您可以查看App 的属性和描述进行管理，或收藏 App 以便于快速访问并查看当前正在运行的App 。例如，我们可以管理监视器的使用，确认一切工作正常；可以浏览并编辑Server 用户、用户的状态以及首选项；管理可视化、安全性和会话设定等。

现在，有了这种人人可用的仿真工具，结合 COMSOL多物理场仿真软件的灵活性、实用性和扩展性，有仿真经验的研发工程师们不需要再反复根据产品部门的要求对复杂仿真模型进行大量调整和求解，他们可以让希望使用仿真结果的用户自己利用App 来修改模型参数，进而运行仿真分析结果。因此，利用App 不仅能够大幅降低研发工程师的工作强度，还能保证模型在运行过程中的安全性及稳定性，从而提高整个团队的工作效率。

欢迎大家了解更多关于 COMSOL Server与 App 开发器的信息，请点击：

http://cn.comsol.com/c/3jop

如果有兴趣进一步了解 COMSOL，欢迎大家参加官方举办的免费Workshop，获取免费试用：
http://cn.comsol.com/c/3495

本文所引用的例子均来源于 COMSOL，版权归 COMSOL 公司所有。如需转载本文，请联系本文作者。

作者:单片机出错 时间:2015-11-27 11:41
不错，值得推荐，这个其实对设计还是有用的

作者:机械nuaa 时间:2015-11-27 11:42
我靠，这么高端，学习了。

作者:zerowing 时间:2015-11-27 11:50
大侠，请教个问题。Cosmos的网格划分是基于三角格还是四点格的？

作者:月光倾城2015 时间:2015-11-27 12:27
赞一个!

作者:王蒙0000 时间:2015-11-27 14:31
很高端的样子

作者:搬砖的 时间:2015-11-27 23:47
“傻瓜”化了，越“傻瓜”越好，有时间了解下。

作者:月招 时间:2015-11-28 15:07
不错，挺好的

作者:@芜濑@ 时间:2015-11-28 15:53

作者:aysuio 时间:2015-11-29 07:52
本帖最后由 aysuio 于 2015-11-29 07:53 编辑

= =！不懂 “网格”，不懂如何处理3D模型，不懂如何更合理地加载载荷，不懂选择更合理地算法，如何做有限元分析。
我并不相信所谓的“傻瓜”化，那只是玩具，就如 solidworks simulation。^_^

这里APP应该只是一个沟通工具，用来让设计工程师和CAE工程师之间更有效地交流

作者:mrplplplpl 时间:2015-11-29 09:01
谢谢楼主的分享，学习了

作者:hawk23 时间:2015-11-29 12:51
请教楼主几个问题
1 COMSOL和ANSYS在使用时区别在哪里？或者说其适用点有什么不同？
2 COMOSL里又一个所谓的分享分析结果，这个好像比SOLIDWORKS和ANSYS都要好一些，这个分享是如何分享的？声称报告分享还是在软件工作组里作为通知发送？
3 不得不回到国内一个很俗的问题，COMSOL有免费版吗？

作者:康小数 时间:2015-12-1 10:01

zerowing 发表于 2015-11-27 11:50 ; K( {7 s1 P/ _5 N
大侠，请教个问题。Cosmos的网格划分是基于三角格还是四点格的？

看来大家对网格这个问题蛮感兴趣的。给大家详细介绍一个下 COMSOL 中的网格划分：
1) 对于二维模型，COMSOL中默认是是三角形网格，但是也可以选择划分四边形网格，这类网格统称为非结构化网格。也可以通过映射的方法来划分比较规则的四边形网格，这种方法划分的网格称为结构化网格。
2）对于三维模型，COMSOL 中默认的为自由四面体网格（非结构化网格），也可以通过扫略剖分六面体、三棱柱、金字塔网格（结构化网格）。

作者:康小数 时间:2015-12-1 10:07

hawk23 发表于 2015-11-29 12:51 7 `: j7 i! Z R
请教楼主几个问题 ' Y$ b: ~ j8 y5 L
1 COMSOL和ANSYS在使用时区别在哪里？或者说其适用点有什么不同？ % g: g! |9 ]9 a5 |
2 COMOSL里又一个所谓 ...

1 我只能说说COMSOL的特点：
COMSOL 最主要有两大特点：一是多物理场无缝耦合。所有物理场的模拟的都是统一的平台，可以不限数量的耦合任意的物理场，比如传热、电磁、流体等等。第二个就是可以用户自定义，大家可以在软件里自定义材料参数啊、边界条件啊、控制方程啥的，都很方便，因为有的时候自己写的方程，就可以随意的在软件中设置。
其实单场也蛮强大的哦，覆盖了电磁、流体、声学、传热、化工、电化学等等，当然还有力学啦
COMSOL去年新推出了一个APP，让没有建模基础的人也可以做自己的仿真啦，就是本篇文章所介绍的。
如果感兴趣可以去COMSOL的官网上瞅一下啦，上面各种资料
cn.comsol.com

2 结果的分享途径很多：1）可以通过APP的分发来分享结果，这个是比较推荐的方法，拿到APP的人也可以通过修改参数来获得不同参数的结果。2）也可以发送模拟报告，在软件里可以直接生成报告，里面可以包括详细的建模步骤和模拟结果。

3 COMSOL 有免费试用版，只要参加 COMSOL 公司举办的免费workshop，就能获得两周的免费试用版。
可以通过以下链接参加:
http://cn.comsol.com/events/?type[]=event

作者:左手的幸福 时间:2015-12-1 10:15
不错不错

作者:天天天蓝_ 时间:2015-12-1 22:59
有点意思

作者:狂人乙 时间:2015-12-2 11:20
很不错的思路，我也学习一下。

作者:jyxhjc 时间:2015-12-3 15:12
翔恒自动化来了解下

作者:lh1986216 时间:2015-12-4 06:51
app都有了，真牛。

作者:火车司机1667 时间:2015-12-6 17:17
好东西

作者:xiao马 时间:2015-12-6 21:26
仿真模拟的软件好多好多啊

作者:原始人的锤子 时间:2015-12-8 14:26
收藏了

作者:zheng306248949 时间:2015-12-13 14:30
好厉害学习了

作者:平常心7410 时间:2015-12-14 14:28
高大上

作者:baalim 时间:2015-12-17 10:18

好样的. 感谢分享
~

作者:青bj 时间:2015-12-17 13:51
不错，学习了。谢谢。

作者:ZQ3978929 时间:2015-12-17 14:32
楼主：这个菜鸟怎样学习，需要哪些基础知识？

作者:个人_2015 时间:2015-12-19 04:17

不错，值得推荐，这个其实对设计还是有用的

作者:侯爵庄园 时间:2015-12-20 12:59
软件看着好炫啊

作者:机械森 时间:2015-12-22 09:55
这个是走在了制造业信息化前端了

作者:田源 时间:2015-12-24 10:34
很好，谢谢了。

作者:不远久的黎明 时间:2015-12-24 14:24
厉害，这里好多大神，学到也了

作者:龙歌玄123 时间:2015-12-25 13:25
很不错的额样子有培训教材吗

作者:Coast-lemon 时间:2015-12-25 19:07
挺有意思，不错

作者:破土前的小草 时间:2015-12-27 18:29
赞一个

作者:风大大 时间:2015-12-28 08:57

好贴好贴啊
不明觉厉

作者:一900 时间:2015-12-28 19:01
请问楼主，ansys和SolidWorks simulation 相比有什么优势，两者的主要区别和应用领域有什么不同呢？

作者:chimy 时间:2015-12-29 20:59
呀，很好的一个帖子

作者:津松2016 时间:2015-12-31 08:04
好高深，一真想学。

作者:火力不够 时间:2015-12-31 08:24

单片机出错发表于 2015-11-27 11:41
( c, z5 {/ t" ~" i& h4 [9 f不错，值得推荐，这个其实对设计还是有用的

楼主太牛逼·····························

作者:jy8199800 时间:2015-12-31 14:42
感谢分享，有时间得研究研究，非常感谢楼主的资料。

作者:若尘风 时间:2016-1-2 15:23
看看

作者:康小数 时间:2016-1-4 13:17

龙歌玄123 发表于 2015-12-25 13:25
1 w- M/ w5 w+ b9 B- v很不错的额样子有培训教材吗

http://cn.comsol.com/resources
这个页面上的“中文产品文档”全部是中文教程，都是PDF格式，可以免费下载。

作者:康小数 时间:2016-1-4 13:21

一900 发表于 2015-12-28 19:01 3 y. m7 D8 t) S- p4 L7 N' M
请问楼主，ansys和SolidWorks simulation 相比有什么优势，两者的主要区别和应用领域有什么不同呢？

应用领域主要包括四大类：电子电气、结构和传热、流体、化学与电化学。
COMSOL 最主要有两大特点：一是多物理场无缝耦合。所有物理场的模拟的都是统一的平台，可以不限数量的耦合任意的物理场，比如传热、电磁、流体等等。第二个就是可以用户自定义，大家可以在软件里自定义材料参数啊、边界条件啊、控制方程啥的，都很方便，因为有的时候自己写的方程，就可以随意的在软件中设置。
其实单场也蛮强大的哦，覆盖了电磁、流体、声学、传热、化工、电化学等等，当然还有力学啦
COMSOL去年新推出的APP，也就是这篇文章介绍的，可以让没有建模基础的人也可以做自己的仿真啦
如果感兴趣可以去COMSOL的官网上瞅一下啦，上面各种资料
cn.comsol.com

作者:康小数 时间:2016-1-4 13:22

ZQ3978929 发表于 2015-12-17 14:32 \; R0 d$ M) U! j& f( |
楼主：这个菜鸟怎样学习，需要哪些基础知识？

有一篇博客是专门介绍如何学习COMSOL的，可以看看
http://cn.comsol.com/blogs/how-to-learn-comsol-multiphysics-cn/

这里还有海量免费的中文教程：
http://cn.comsol.com/resources

作者:百里天涯 时间:2016-1-4 13:38
很好

作者:樂華0615 时间:2016-1-6 12:20
學習下

作者:精雕达人 时间:2016-1-6 16:40
挺不错的软件

作者:karron0427 时间:2016-1-7 15:03
赞一个！

作者:greatma 时间:2016-1-7 16:40
感觉做仿真还是要很强的理论知识才能做的好

作者:alenthen 时间:2016-1-7 17:05
COMSOL 公司挺厉害的

作者:杨美超624 时间:2016-1-8 22:31
我对这些计算软件真是一窍不通，麻烦朋友告诉我下这个软件叫什么名字，在哪里可以下载不，谢谢

作者:muyemuye 时间:2016-1-9 17:06
好

作者:yr13236 时间:2016-1-11 17:22
不错，了解下

作者:贴地飞行 时间:2016-1-12 08:03
看起来真的不错

作者:海贼路飞ONE 时间:2016-1-14 09:56
很专业的分享

作者:老蒋123456 时间:2016-1-15 12:17
很详细，不错

作者:佐罗秋野 时间:2016-1-16 14:16
挺实用的，相比其他的简单多了！！！！

作者:会集jy 时间:2016-1-18 11:13

好东西

作者:rui_loving88 时间:2016-1-20 01:53
相当不错！

作者:rui_loving88 时间:2016-1-20 01:53
不错的东西，赞赞！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

作者:rui_loving88 时间:2016-1-20 01:55
不错！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

作者:sull 时间:2016-1-20 11:06
感觉仿真和有限元分析都挺高端！

作者:蓝sun 时间:2016-1-24 16:54
赞一个，简单化的东西才好

作者:中国龙1222 时间:2016-1-24 17:56
好东西，

作者:蓝色精灵 时间:2016-1-24 22:17
看了受益不少，不过国内仿真用ansys的比较多吧

作者:zqphho999 时间:2016-1-26 14:21

作者:miaoluok 时间:2016-1-26 14:49
法国队鼓捣鼓捣分隔符东风股份3

作者:miaoluok 时间:2016-1-26 14:49
辅导费共和国

作者:竹林居士yrx 时间:2016-1-28 19:59
这个厉害

作者:煤堆里的黑猫 时间:2016-1-29 09:08
学习

作者:Mechanical.Mr. 时间:2016-1-29 16:33
牛掰了

作者:大校江湖 时间:2016-1-29 17:54
高端大气上档次，需要静下来好好学习。

作者:mec1993 时间:2016-1-29 19:05
我弱弱的问一句你们搞设计时有时间仿真吗

作者:最商网aivip 时间:2016-1-29 19:23
非常不错

作者:菜塞雷 时间:2016-2-2 14:12
高端大气上档次

作者:myj210 时间:2016-2-2 19:42
不错啊

作者:春至秋依旧 时间:2016-2-4 22:38
路过，看一看

作者:机械小拓者 时间:2016-2-6 13:29
赞一个，学习了

作者:ppa碧波晴天 时间:2016-2-12 21:47
非常实用而潮流的东东

作者:ksdd040208 时间:2016-2-13 10:48
不错，这个对设计还是有用的

作者:我本狂妄男 时间:2016-2-15 20:41
不错，值得推荐，这个其实对设计还是有用的

作者:打狗棒HOO 时间:2016-2-16 15:22
鼓掌。

作者:郁闷使人进步 时间:2016-2-19 11:13
我想问的问题如下
1、该软件同其他三维软件和其他分析软件的兼容性如何？
2、你这款分析软件偏重的是那块的分析，譬如ANSYS偏重结构分析 Adams偏重动力学分析

作者:╭ァ氵sA_n 时间:2016-2-19 11:53
这个就只能免费2周然后怎么收费呢，同其它软件的兼容性怎么样，比如我用SW建个模型后能在这里仿真不？

作者:果粒#稀饭 时间:2016-2-19 15:30
APP是一个软件还是什么啊，如果我要学习是要下载哪些软件呢，这个仿真可以用来做一些运动的仿真吗？

作者:张三一 时间:2016-2-20 10:25

不错，值得推荐

作者:eugj 时间:2016-2-20 21:59
学习了~高端的样子

作者:lulingying 时间:2016-2-25 09:12
进来向你们学习了

作者:chaoshuily 时间:2016-2-25 14:56
支持下！

作者:tyiec 时间:2016-2-26 09:29
好书值得推荐

作者:冷月葬梦人 时间:2016-2-26 15:04
厉害！

作者:浩瀚轩 时间:2016-2-28 20:12
学习了

作者:wangliasa 时间:2016-2-29 11:30
学习了，谢谢

作者:池中静荷 时间:2016-2-29 16:14
学习了！

作者:zhshp9176 时间:2016-3-2 15:36
非常实用

作者:qqand 时间:2016-3-2 23:49
谢谢分享学习学习

作者:usuallyto 时间:2016-3-3 10:06
赞一个相当不错

作者:we2016hang 时间:2016-3-3 15:51
估计有局限性

作者:yjd1116 时间:2016-3-4 05:30
对初学者,越简单越好.

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