یک محیط تعاملی قدرتمندی برای مدلسازی و حل کردن تمامی انواع مسائل مهندسی و علمی برپایه معادلات دیفرانسیلی جزئی(PDE) می باشد. با این نرم افزار شما براحتی مدلهای مرسوم را برای یک نوع از فیزیک به مدلهای مولتی فیزیکی
می توانید بسط دهید که پدیده فیزیک جفت شده را حل می کند و همزمان این چنین عمل می کند. این امکان وجود دارد تا مدلهایی را ازطریق تعریف کمیتهای فیزیکی وابسته مانند ویژگیهای ماده، حجمها، محدودیتها، منابع و شاره ها بسازیم بجای اینکه معادلات متضمن را تعریف کنیم. شما همیشه این متغیرها، عبارات یا اعداد را مستقیما برای قلمروها، مرزها، لبه ها و نقاط مستحکم مستقل از شبکه محاسباتی می توانید اعمال کنید. سپس COSMOL بطور داخلی یکسری از PDE های نماینده مدل کلی را تفسیر می کند. شما به توان COSMOL ازطریق رابط کاربری گرافیکی انعطاف پذیر یا ازطریق برنامه ریزی اسکریپتی در زبان اسکریپت COSMOL یا در زبان MATLAB دسترسی پیدا می کنید. PDE ها پایه ای را برای قوانین علم تشکیل می دهند و بنیادی را برای مدلسازی طیف گسترده ای از پدیده های مهندسی و علمی فراهم می آورند. در زمان حل کردن PDE ها، مولتی فیزیک COSMOL از روش عنصر کراندار(FEM)استفاده می کند. این نرم افزار آنالیز عنصر کراندار با همدیگر با شبکه بندی سازگاری و کنترل خطا با استفاده از یکسری حل کننده های عددی اجرا می کند. شما از مولتی فیزیک COSMOL در برخی حوزه های کاربردی می توانید استفاده کنید که تنها چند مثال آن عبارتند از:
- صوت شناسی
- علوم زیستی
- انتشار
- الکترومغناطیس
- داینامیک سیال
- الکتروشیمی و سلولهای سوختی
- ژئوفیزیک
- انتقال گرما
- سیستمهای میکروالکترومکانیکی(MEMS)
- مهندسی مایکرویو
- اپتیک
- فتونیک(شاخه ای از علم که به گسیل و عبور و تقویت وثبت نور بوسیله ابزاری نوری می پردازد)
- جریان محیط متخلخل
- مکانیک کوانتوم
- اجزای فرکانس رادیویی
- دستگاههای نیمه رسانا
- مکانیک ساختاری
- پدیده انتقال
- پخش موج
فایل-M COSMOL: شما مدلهایی از همه انواع در رابط کاربری COSMOL می توانید بسازید. برای انعطاف پذیری اضافی، COSMOL همچنین زبان اسکریپتی خودشان، اسکریپت COSMOL را ارائه می کند که شما به عنوان فایل-M مدل یا یک ساختار داده ای می توانید به آن دسترسی داشته باشید. همچنین مولتی فیزیک COSMOL رابط بینظیری برای MATLAB فراهم می آورد. این امر به شما آزادی ترکیب کردن مدلسازی برپایه PDE، شبیه سازی و آنالیز با روشهای دیگر مدلسازی را می دهد. برای نمونه این امکان وجود دارد تا یک مدل را در COSMOL ایجاد کنیم و سپس آنرا به Simulink به عنوان بخشی از طراحی سیستم-کنترل استخراج کنیم.
مولتی فیزیک COSMOL:
- برخی کاربردهای واقعی شامل جفت شدگیهای همزمان در سیستمی از مولتی فیزیک PDE ها می باشد.
- در تنظیمات پایه ای اش، مولتی فیزیک COSMOL توان مدلسازی و آنالیز را برای برخی حوزه های کاربردی ارائه می کند. برای چند حوزه کاربردی کلیدی ماژولهای اختیاری فراهم می شوند. این ماژولهای خاص هرکاربرد از روشهای حل کردن و واژگان فنی برای نظم خاصی استفاده می کند که فرایند ایجاد و آنالیز مدلها را ساده می سازد. خانواده محصول COSMOL4 شامل ماژولهای زیر می باشند:
- ماژول AC/DC
- ماژول اکوستیک(صوت شناسی)
- ماژول مهندسی شیمی
- ماژول علم زمین
- ماژول انتقال گرما
- ماژول MEMS
- ماژول RF
- ماژول مکانیک ساختاری
ماژولهای اختیاری برای حوزه های کاربردی ویژه بهینه سازی می شوند. آنها رابطهای کاربری و واژگان فنی استاندارد منظم ، کتابخانه های مواد، حل کننده های تخصصی، عناصر و ابزارهای تجسم(دیداری سازی) را ارائه می کنند.
ماژول AC/DC:
ماژول AC/DC یک محیط متمایزی برای شبیه سازی الکترومغناطیس AC/DC در 2بعد و 3بعد فراهم می کند. ماژولهای AC/DC یک ابزاری قوی برای آنالیز مفصل کویلها، خازنها و ماشین آلات الکتریکی می باشد. با این ماژول شما می توانید شبیه سازی های زمان-هارمونیک، گذرا، نیمه-استاتیک، استاتیک را در یک رابط کاربری گرافیکی سهل الاستفاده اجرا کنید. حالتهای کاربرد موجود انواع زیر شبیه سازی های میدان الکترومغناطیسی را پوشش می دهد:
- الکترواستاتیک
- DC محیط رسانشی
- مغناطیس استاتیک
- الکترومغناطیس فرکانس پائین
ماژول صوت شناسی:
ماژول صوت شناسی محیطی را برای مدلسازی صوت شناسی در سیالات و جامدات فراهم می آورد. این ماژول از آنالیزهای گذرا، مقید، زمان-هارمونیک برای فشار سیال همانند آنالیزهای استاتیک، ناپایداری، بسامد ویژه و پاسخ-فرکانس برای ساختارها پشتیبانی می کند. حالتهای کاربرد موجود شامل:
- صوت شناسی فشار
- صوت شناسی هوایی(صوت شناسی در یک گاز ایده آل با یک جریان میانگین غیرچرخشی)
- جریان غیرچرخشی قابل فشرده شدن
- فشار صفحه، فشار/استرس متقارن محوری و فشار/استرس 3بعدی
حوزه های نمونه کاربرد برای ماژول صوت شناسی عبارتند از:
- کاربردهای اتومبیلی مانند صداخفه کنها و اجزای درونی خودرو
- مدلسازی میکروفونها و اسپیکرها(باندها)
- صوت شناسی هوایی
- صوت شناسی زیرآب
ماژول مهندسی شیمی:
ماژول مهندسی شیمی یک روش قوی از فرایندها و تجهیزات مدلسازی در مهندسی شیمی ارائه می کند. رابطهای کاری سفارشی سازی شده و فرمولاسیونهایی برای انرژی جنبشی، جرم، و انتقال گرما بهمراه واکنشهای شیمیایی برای کاربردهایی همچون موارد زیر فراهم می آورد.
- طراحی و مهندسی واکنش
- کاتالیزور ناهمگن
- فرایند جداسازی
- الکترولیز صنعتی و سلولهای سوختی
- کنترل فرایند باSimulink
مولتی فیزیک COSMOL در حل کردن سیستمهای PDE های غیرخطی همراه برتری دارد که می تواند شامل موارد زیر باشند:
- انتقال گرما
- انتقال جرم ازطریق انتشار، همرفت و مهاجرت
- داینامیک سیال
- سنتیک واکنش شیمیایی
فهرست مندرجات:
نرم افزار مولتی فیزیک COSMOL: 2
FEMLAB GUI ابزارهای شکل هندسی (CAD): 23
مدل کمکی یا Model Navigator: 24
مدل کتابخانه ای یا Model Library: 24
توابع FEMLAB و برنامه نویسی ابتدایی: 24
مدل های کمکی (Model Namigator): 28
صفحه مدل کتابخانه ای (Model Library): 32
صفحه مدل های کاربر User Models: 34
صفحه مولتی فیزیک Multiphysics: 35
صفحه یا تقدم یا Preferences: 35
واسط گرافیکی کاربر (GUI) در FEMLAB: 36
ناحیه محورهای اصلی (Main Axes Area): 37
بررسی کلیدهای میان بر فایل: 41
بررسی کلیدهای میان بر حل، مش و نمودار: 42
بررسی کلیدهای میان بر واسط گرافیکی (GUI) و کلیدهای راهنما(Help): 44
کلیدهای نوار ابزار (TOOLBAR) در طراحی دو بعدی: 45
کلیدهای نوار ابزار (TOOLBAR) در نمودار دو بعدی: 46
روش های واسط گرافیکی کاربر (GUI): 47
واسط گرافیکی کاربر در سه بعد (3D): 50
کلیدهای نوار ابزار (TOOLBAR) رسم در سه بعد (3D): 51
کلیدهای نوار ابزار (TOOLBAR) طرح کار: 52
کلیدهای نوار ابزار (TOOLBAR) نمودار سه بعدی (3D): 52
توصیف جریان با معادلات ناویر - استوکس: 102
شرایط مرزی و قانون دیواره: 118
کاربردهای جا به جایی – نفوذ با استفاده از قانون فیک: 128
شامل 146 صفحه فایل WORD قابل ویرایش
دانلود تحقیق آشنایی با نرم افزار مولتی فیزیک COMSOL