روند مدلسازی با کامسول و مراحل انجام شبیه سازی کام

روند مدلسازی با کامسول و مراحل انجام شبیه سازی

شبیه‌سازی با نرم‌افزار COMSOL Multiphysics یکی از ابزارهای پیشرفته در زمینه مهندسی و علوم پایه است که به کاربران این امکان را می‌دهد تا مدل‌سازی، شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های چندفیزیکی را انجام دهند. در ادامه، مراحل کلی شبیه‌سازی با این نرم‌افزار به تفصیل شرح داده می‌شود.

به هنگام حل یک مساله با استفاده از روش المان محدود، سه مرحله پیش پردازش، پردازش و پس پردازش طی می گردند. در برخی از مجموعه های نرم افزاری این مراحل در سه نرم افزار متفاوت انجام می گردد، اما در نرم افزار کامسول، با وجود امکان ایجاد ارتباط با دیگر نرم افزارها، هر سه مرحله را می توان تنها در همین نرم افزار به انجام رسانید. محیط نرم افزار بسیار ساده و در عین حال کامل بوده و توالی این مراحل را می توان در روند مدلسازی کامسول در این نرم افزار به صورتی که در ادامه بیان می گردد مشاهده نمود. در اولین مرحله، باید مسئله‌ای که قرار است شبیه‌سازی شود، به دقت تعریف گردد. این شامل شناسایی پارامترها، شرایط مرزی، و مشخصات فیزیکی سیستم است. به عبارت دیگر تعریف مسئله خود نیمی از راه حل مسئله است. شبیه‌سازی با COMSOL Multiphysics یک فرآیند چند مرحله‌ای است که نیاز به توجه به جزئیات و دقت در هر مرحله دارد. با دنبال کردن این مراحل، کاربران می‌توانند به شبیه‌سازی‌های دقیق و مفیدی دست یابند که به درک بهتر سیستم‌های پیچیده و بهبود طراحی‌های مهندسی کمک می‌کند.

 

 

ایجاد مدل اولیه

 

پس از باز کردن نرم افزار، در صفحه نخست شما باید تعیین نمایید که خواهان استفاده از مدل خام (Blank Model) هستید و فیزیک ها و نوع حل را در مراحل بعدی انتخاب می کنید و یا می خواهید در ابتدای اجرا، فیزیک های مورد نظر و نوع مسأله را مشخص نمایید (Model Wizard). COMSOL به کاربران این امکان را می‌دهد که فیزیک‌های مختلف را برای شبیه‌سازی انتخاب کنند. این فیزیک‌ها می‌توانند شامل مکانیک، الکترومغناطیس، انتقال حرارت، و شیمی باشند. بسته به نوع مسئله، باید فیزیک مناسب انتخاب شود. پس از انتخاب گزینه Model Wizard، باید نوع هندسه مورد نظر را (سه بعدی، دو بعدی، دوبعدی تقارن محوری و …) مشخص نموده و پس از آن فیزیک مورد نظر را از بین فیزیک های نصب شده نرم افزار کامسول در هنگام نصب (انواع جریان سیال، انتقال حرارت، پلاسما، انتقال محلول های شیمیایی و …) اضافه نمایید. در ادامه می توانید نوع مسأله را از نظر حل (پایا، وابسته به زمان، مقدار ویژه، تحلیل فرکانسی و …) انتخاب نموده و سپس وارد محیط اصلی نرم افزار کامسول (Model Builder) شوید. بخش پیش پردازش هر مدل در نرم افزار کامسول به طور معمول دارای یک یا چند مؤلفه (Component) است که شامل تعریف ها (Definitions)، هندسه (Geometry)، مواد (Materials)، فیزیک ها (Physics) و مش (Mesh)  می باشد که در ادامه مورد بررسی قرار گرفته است.

 

ایجاد هندسه

در این مرحله، هندسه مدل باید طراحی شود. COMSOL ابزارهای متنوعی برای ایجاد هندسه‌های دو بعدی و سه بعدی دارد. کاربران می‌توانند اشکال مختلف را با استفاده از ابزارهای طراحی نرم‌افزار ایجاد کنند یا از فایل‌های CAD وارد کنند. کامسول به طور پیش فرض ابزارهایی معمول و مختلفی را جهت ایجاد هندسه در اختیار قرار می دهد. اما به دلیل ماهیت این نرم افزار، ابزارهای ایجاد هندسه در کامسول، به گستردگی ابزارهای طراحی در نرم افزارهای تخصصی مانند Catia و Solidworks نمی باشد. اما شما می توانید در صورت عدم امکان طراحی قطعه و هندسه مورد نظر با استفاده از ابزارهای آماده کامسول، از طریق گزینه Import، انواع فایل CAD را در محیط نرم افزار کامسول وارد نمایید. به علاوه کامسول قابلیت برقراری ارتباط دوطرفه، با SolidWorks را دارد به نحوی که امکان تغییرات در هندسه وروردی از SolidWorks در هنگام اجرای مدل کامسول و تحلیل پارامتری بر روی هندسه وجود دارد.

 

تعریف ماده

در این مرحله، باید مواد موجود در مدل تعریف شوند. COMSOL دارای کتابخانه‌ای از مواد است که کاربران می‌توانند از آن استفاده کنند و نیز امکان تعریف مواد جدید با مشخصات خاص وجود دارد. برای حل یک فیزیک خاص، نیاز است خواص مواد مورد استفاده در آن تعریف گردند. بدین منظور، باید برای هریک از نواحی هندسه تعریف شده، ماده ای را که شامل خواص مورد نیاز برای حل فیزیک مورد نظر است اضافه نمایید. در صورت اضافه نکردن ماده به یک محدوده حل، شما باید به صورت دستی مقادیر و پارامترهای مورد نیاز را در زیرمجموعه فیزیک مسأله برای هر ناحیه وارد نمایید. هم چنین برای سادگی کار، کامسول امکان ذخیره ماده جدید با خواص تعریف شده دستی را فراهم کرده است. نکته قابل توجه آن است که ماده انتخابی باید خواص مورد نیاز برای حل فیزیک را دارا باشد. به عنوان مثال، در حل جریان سیال در یک ناحیه، نمی توان از آلومینیوم استفاده کرد. زیرا پارامترهای مورد نیاز برای حل معادلات جریان سیال، در این ماده وجود ندارد.

 

افزودن فیزیک و شرایط مرزی و اولیه

شرایط مرزی و اولیه باید به دقت تنظیم شوند. این شامل تعیین مقادیر اولیه برای متغیرهای مختلف و تعیین شرایط مرزی برای مدل است. شرایط مرزی می‌توانند شامل ثابت بودن دما، فشار، یا دیگر پارامترها باشند. در مرحله دیگر، نیاز است معادلات مورد نظر، از طریق انتخاب فیزیک در نرم افزار مدل سازی گردند. شما می توانید از بین فیزیک های موجود در نرم افزار بنا بر نیاز، یک یا چند فیزیک مورد نظر خود را اضافه نمایید و محدوده حل هر یک از این فیزیک ها مشخص کنید.

 در زیرمجموعه هر فیزیک، باید شروط مرزی روی مرزهای محدوده انتخاب شده برای فیزیک مشخص گردد. هر فیزیک، به طور پیش فرض، شروط مرزی خاصی را در نظر می گیرد که شما نمی توانید آن ها را حذف نمایید. اما پس از اضافه کردن شروط مرزی جدید، شرط پیش فرض به صورت خودکار غیرفعال می گردد. در صورتی که محدوده حل یک فیزیک، دارای چندین زیربخش با خواص متفاوت باشد (به عنوان مثال چندین ماده در تماس با یکدیگر)، می توانید خواص هر یک از این محدوده ها را با اضافه کردن Domain جدید تعیین نمایید. علاوه بر این موارد، در زیرمجموعه هر فیزیک، گزینه شرایط اولیه نیز وجود دارد که در حل های وابسته به زمان، به عنوان مقدار در زمان اولیه و در حل های مستقل از زمان، به عنوان حدس اولیه حل استفاده می گردد.

 

مش زنی

بعد از تعریف هندسه و مشخصات مواد، باید مدل مش‌بندی شود. مش‌بندی فرآیندی است که در آن هندسه مدل به قسمت‌های کوچک‌تر تقسیم می‌شود تا محاسبات عددی انجام شود. کیفیت مش می‌تواند تاثیر زیادی بر دقت نتایج داشته باشد. مش بندی در نرم افزار کامسول، نسبت به نرم افزارهای مشابه، دارای سادگی های بسیار بیشتری است. چرا که کامسول می تواند بسته به نوع فیزیک های اضافه شده به مسأله، یک مش اولیه پیشنهاد کند (Physics-controlled mesh) و شما در مرحله اولیه تنها مقدار ریز و درشت بودن مش را تعیین خواهید کرد. علاوه بر این، در صورتی که نیاز به شبکه خاص برای حل مسأله داشته باشید، می توانید بصورت دستی و با استفاده از ابزارهای موجود در بخش مش، شبکه مورد نیاز خود را ایجاد نمایید. از آن جا که ماهیت نرم افزار کامسول محاسباتی است، امکان درون ریزی مش در کامسول از سایر نرم افزارهای تولید مش وجود دارد. موارد گفته شده تا این بخش، قبل از حل اصلی مسأله و جزء فرآیند پیش پردازش محسوب می گردند.

 

محاسبات و حل

پس از مش‌بندی، می‌توان مسئله را حل کرد. COMSOL از الگوریتم‌های مختلفی برای حل معادلات استفاده می‌کند. کاربر می‌تواند تنظیمات حل را بر اساس نیازهای خود تغییر دهد. بسته به نوع فیزیک های اضافه شده در مدل، می توانید محاسبه های (Study) مختلفی را در نرم افزار اضافه نمایید که دو مورد از پرکاربردترین محاسبات مورد استفاده، حالت پایا (Stationary) و وابسته به زمان (Time dependent) هستند. در زیرمجموعه آن ها، می توان فیزیک های مورد نظر، مش مورد استفاده، انواع تحلیل های پارامتری، نوع حل گرها، مقدار حداکثر خطای قابل قبول، محدوده و گام زمانی و … را تعیین نمود. در صورت عدم تعیین این موارد، نرم افزار کامسول، به صورت پیش فرض تمام فیزیک های موجود در مسأله را با حل گر مناسب بسته به نوع فیزیک، برای محاسبه در نظر می گیرد و نمودارهایی از پیش تعیین شده را در بخش نتایج ایجاد می کند.

 

نتایج

پس از حل مسئله، نتایج باید تجزیه و تحلیل شوند. COMSOL ابزارهای متنوعی برای نمایش نتایج، از جمله نمودارها و گراف‌ها، ارائه می‌دهد. این مرحله شامل تفسیر نتایج و بررسی صحت آن‌ها است. پس از اجرای محاسبات، برای هر Study، یک فایل حاوی خروجی های حل در بخش Data Sets و به همان شماره ذخیره می گردد. هر یک از فیزیک ها، تعدادی پارامتر پیش فرض به صورت خروجی ارائه می دهند که شما می توانید این پارامترها را بصورت نمودار، کانتور و … با وارد کردن نام تعریف شده برای آن ها در فیزیک اصلی، دریافت نمایید. اگر نتایج به دست آمده رضایت‌بخش نباشند، ممکن است نیاز به اصلاح مدل یا بهینه‌سازی پارامترها باشد. این می‌تواند شامل تغییر در هندسه، شرایط مرزی، یا مشخصات مواد باشد. در نهایت، مستندسازی مراحل و نتایج به دست آمده بسیار مهم است. COMSOL ابزارهایی برای ایجاد گزارش‌های خودکار و مستندات فراهم می‌کند که می‌تواند به کاربران کمک کند تا نتایج خود را به صورت حرفه‌ای ارائه دهند.

 

ارتباط کامسول با دیگر نرم افزارها

 

از قابلیت های مهم و اصلی کامسول، امکان ارتباط آن با دیگر نرم افزارها است. این نرم افزارها شامل AutoCAD ، Excel ، Inventor ، MATLAB ، PTC Creo Parametric ، PTC ProENGINEER ، Revit ، Solid Edge و SOLIDWORKS هستند که از میان این موارد، پراهمیت ترین قابلیت آن، قابلیت اتصال به نرم افزار MATLAB است. این ارتباط، باعث مزایا و بهبودهای بسیاری در عملکرد نرم افزار می گردد. از این دسته می توان به امکان دریافت و تحلیل دقیق تر داده های خروجی از نرم افزار، تغییر پارامترها و ویژگی های مدل به صورت هم زمان، امکان دسترسی به اطلاعات سطوح پایین تر کامسول و تغییر و گسترش مدل کامسول اشاره نمود.

 گروه مهندسی مشاور HKH مفتخر است خدمات خود در زمینه همکاری، طراحی، مشاوره تخصصی و انجام پروژه های مختلف را با استفاده از نرم افزار کامسول به افراد، شرکتها و موسسه های تحقیقاتی ارائه نماید. افراد و شرکت های علاقه مند می توانند جزئیات پروژه کامسول را جهت انجام شبیه سازی کامسول به آدرس ذیل ایمیل نمایند.

 گروه مهندسی مشاورHKH

 ایمیل: [e-mail]

 تلفن: [phone]

 http://comsolsimulation.blogfa.com/

 http://comsolsimulation.ir/

 

 

 

 

شبیه سازی سیکلون با نرم افراز کامسول
simulation of cyclone with comsol

 

 

شبیه سازی حرکت سیال درون استوانه با روش اویلری لاگرانژی در کامسول

circular domain arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation

 

 

شبیه سازی آنتن مخروطی با کامسول (Conical Antenna simulation with comsol)

 

 

شبیه سازی حرکت آزاد سیال روی کره تحت نیروی جاذبه با کامسول

 

 

شبیه سازی پمپ با کامسول

در اين شبيه سازي يک ميکرو پمپ به ابعاد 10*20 ميکرومتر شبيه سازي گرديده که معادلات و پارامتر ها و شرايط مرزي شبيه سازي در شکل زير آورده شده است.

 

شبيه سازي ميکرو پمپ با کامسول، شبيه سازي ميکرو پمپ با کامسول شبیه سازی پمپ الکترواسموتیک با جریان متناوب (AC Electroosmotic Pump)

 

 

شبیه سازی حمل املاح در جریان آب زیرزمینی با کامسول

Simulation of the transport of salute in groundwater flow with the comsol

 

شبیه سازی حرکت سیال در مغزه متخلخل متحرک با کامسول، شبیه سازی حرکت سیال در مغزه متخلخل متحرک با کامسول، محاسبه جریان سیال در مغزه متخلخل متحرک با کامسول، محاسبه فشار سیال در مغزه متخلخل متحرک با کامسول

 

شبیه سازی شکل‌دهی الکتریکی، Electroforming، الکتروفورمینگ الکتروفرمینگ با کامسول

 

نتایج اجرای شبیه سازی سرعت در مخزن با کامسول

نتایج محاسبه شبیه سازی زمان ماند با کامسول

شبیه سازی میزان زمان ماند با کامسول (residence time distribution (RTD))

 

 

کنترل جدایی (واماندگی ) جریان حول ایرفویل NACA0012 ناشی از افزایش زاویه حمله و تاخیر در استال از طریق ایجاد میدان الکترومغناطیسی با نرم افزار کامسول

 

پروژه دارو رسانی به تومور با نرم افزار کامسول comsol drug delivery

 

 

Targeting a magnetic drug

شبیه سازی حرکت داروی مغناطیسی با کامسول

دارورسانی داروی مغناطیسی

 

 

شبیه سازی انتقال حرارت یا انتقال گرما یا Heat transfer در CPU با کامسول

 

شبیه سازی انتقال حرارت یا انتقال گرما یا Heat transfer در استوانه تو خالی با کامسول

 

 

شبیه سازی جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم در لوله
(flow, mass and heat transfer in pipe)

 

شبیه سازی فلاسک flask با کامسول comsol

 

 

شبیه سازی پمپ الکترواسموتیک (Electroosmotic Pump)

 

 

 

شبیه سازی کمانش و تمرکز تنش در پیچ و آچار در حین عملیات مونتاژ با نرم افزار کامسول

 

 

 

شبیه سازی ترانسفورماتور با کامسول

 

 

 

 

اجرای پروژه شبیه سازی فرایند الکتروپولیش با کامسول COMSOL Electropolishing electrochemical polishing anodic polishing or electrolytic polishing Electrochemical Polishing

 

 

شبیه سازی موتور الکتریکی

 

شبیه سازی پراش پَراش یا تفرق Diffraction با کامسول comsol

آزمایش دوشکاف

 

 

برداشت انرژي در نرم افزار کامسول مالتی فیزیکس با استفاده از پدیدة پیزوالکتریک

 

 

 

شبیه سازی پیل سوختی با کامسول (fuel cell simulation with comsol)

 

 

محاسبه اوربیتال اتمی هیدروژن با استفاده از معادله شرودینگر

Determination of hydrogen Atomic orbital with Schrödinger equation

 

​​

​​

حل معادلات دیفرانسیل با نرم افزار کامسول (Differential equation)

 

حل معادله KdV با نرم افزار کامسول

حل معادلات تلگرافی یا معادلات تلگراف با کامسول

 

شبیه سازی راکتور با نرم افزار کامسول

 

 

شبیه سازی غشا با قانون دارسی (ِDarcy law membrane)

 

شبیه سازی انتقال حرارت آزاد درون محفظه بسته با نرم افزار کامسول (Natural Convection in Enclosure with comsol)

 

​​

شبیه سازی جداسازی سلولی تحت اثر نیروی دی الکتروفورسیس با کامسول

Dielectrophoretic Separation by comsol

 

.

فیلم آموزش و شبیه سازی جریان حول استوانه و سیلندر دایره ای و شبیه سازی در کامسول

 

فیلم آموزش کوتاه محیط نرم افزار کامسول

 

 

فیلم آموزش محاسبه اختلاف پتانسیل با استفاده از نرم افزار کامسول

 

 

 

 

فیلم آموزش مقدماتی جریان روی کره با نرم افزار کامسول

 

 

شبیه سازی انتقال جرم نفوذی ناپایدار با کامسول comsol

 

 

شبیه سازی انتقال جرم به صورت کانوکشن و دیفیوژن با نرم افزار کامسول comsol

 

 

شبیه سازی انتقال جرم نفوذی با کامسول comsol

 

شبیه سازی انتقال همزمان حرارت و مومنتوم با کامسول comsol

 

شبیه سازی انتقال حرارت در یک صفحه به شکل پایدار با نرم افزار کامسول comsol

 

شبیه سازی جریان چرخشی همزن یا میکسر با کامسول (simulation of mixer with comsol)

 

 

 

شبیه سازی مبدل حرارتی صفحه ای با کامسول (Plate heat exchanger)

 

 

راهنمای خود آموز کامسول self training comsol پیاده سازی یک مسئله الکتروستاتیک

 

 

 

 

 

کوپل ترمودینامیک با کامسول، کوپل تعادل فازی آب و الکل با کامسول، شبیه سازی تعادل فازی آب و الکل با کامسول، شبیه سازی تعادل ترمودینامیکی آب و الکل با کامسول

 

 

 

شبیه سازی کابل برق با نرم افزار کامسول

 

 

شبیه سازی راکتور اشعه ماورابنفش با کامسول

simulation of UV reactor with comsol

 

 

 

 

 

 

 

 

• شبیه سازی با کامسول
• کامسول مولتی‌فیزیکس
• COMSOL Multiphysics
• دانلود نرم افزار کامسول comsol 5.3a
• دانلود نرم افزار تخصصی COMSOL Multiphysics v5.2a
• دانلود نرم افزار تخصصی COMSOL Multiphysics v5.0
• دانلود نرم افزار کامسول comsol 4.4
• راهنمای نصب COMSOL.Multiphysics.5.1
• شبیه سازی راکتور با نرم افزار کامسول
• شبیه سازی غشا با قانون دارسی (ِDarcy law membrane)
• شبیه سازی انتقال حرارت آزاد با نرم افزار کامسول
• شبیه سازی جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم در لوله
• شبیه سازی فلاسک flask با کامسول comsol
• شبیه سازی انتقال حرارت یا انتقال گرما یا Heat transfer در CPU با کامسول
• شبیه سازی انتقال حرارت یا انتقال گرما یا Heat transfer در استوانه تو خالی با کامسول
• پروژه شبیه سازی پمپ الکترواسموتیک با کامسول
• شبیه سازی جداسازی سلولی تحت اثر نیروی دی الکتروفورسیس با کامسول
• پروژه دارو رسانی به تومور با نرم افزار کامسول comsol drug delivery
• شبیه سازی میزان زمان ماند با کامسول (residence time distribution (RTD))
• کنترل جدایی (واماندگی ) جریان حول ایرفویل NACA0012 ناشی از افزایش زاویه حمله و تاخیر در
• شبیه سازی کمانش و تمرکز تنش در پیچ و آچار در حین عملیات مونتاژ با نرم افزار کامسول
• شبیه سازی ترانسفورماتور با کامسول
• شبیه سازی شکل‌دهی الکتریکی، Electroforming، الکتروفورمینگ الکتروفرمینگ با کامسول
• پروژه شبیه سازی فرایند الکتروپولیش Electropolishing با کامسول COMSOL
• حل معادله KdV با نرم افزار کامسول
• حل معادلات تلگرافی یا معادلات تلگراف با کامسول comsol
• برداشت انرژي در نرم افزار کامسول مالتی فیزیکس با استفاده از پدیدة پیزوالکتریک
• شبیه سازی پراش پَراش یا تفرق Diffraction با کامسول comsol
• انجام پروژه با نرم افزار کامسول
• انجام پروژه با نرم افزار کامسول COMSOL
• نرم‌افزار کامسول مولتی‌فیزیکس (به انگلیسی: COMSOL Multiphysics)
• پروژه های دانشجویی مهندسی برق
• پروژه های دانشجویی مهندسی شیمی
• پروژه کامسول
• انجام پروژه نرم افزاری کامسول
• آموزش نرم افزار کامسول
• آموزش مقدماتی جریان روی کره با نرم افزار کامسول
• فیلم آموزش مقدماتی جریان روی کره با نرم افزار کامسول comsol simulation of flow over sphere
• فیلم آموزش کوتاه محیط نرم افزار کامسول
• فیلم آموزش و شبیه سازی جریان حول استوانه و سیلندر دایره ای و شبیه سازی در کامسول
• آموزش نحوه‌ی عملکرد Segregated Solver در کامسول
• مدل سازی با نرم افزار کامسول COMSOL
• دانلود کتاب مدلسازی به کمک کامسول Multiphysics Modeling Using COMSOL
• محاسبه اختلاف پتانسیل با استفاده از نرم افزار کامسول
• فیلم آموزش محاسبه اختلاف پتانسیل با استفاده از نرم افزار کامسول
• روند مدلسازی با کامسول و مراحل انجام شبیه سازی