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多孔介质传热传质 报 告 题 目 姓 名： 学 号： 完成日期： COMSOL软件介绍与应用 COMSOL Multiphysics软件介绍 1.1 COMSOL Multiphysics软件简介 COMSOL Multiphysics 是一款大型的高级数值仿真软件，由瑞典COMSOL 公司开发，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”，适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真，在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。 COMSOL Multiphysics 起源于MATLAB 的PDE Toolbox，最初命名为PDE Toolbox 1.0。后来改名为Femlab 1.0（FEM 为有限元，LAB 为实验室），这个名字也一直沿用到Femlab 3.1。从2003年3.2a 版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。在全球各著名高校，COMSOL Multiphysics 已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具，在全球500 强企业中，COMSOL Multiphysics 被视作提升核心竞争力，增强创新能力，加速研发的重要工具。2006 年 COMSOL Multiphysics 再次被NASA 技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”，NASA 技术杂志主编点评到，“当选为NASA 科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics 是对工程领域最有价值和意义的产品”。 COMSOL Multiphysics 软件设计理念独特，她抛弃了传统意义上的单元（库）的概念，抛弃了网格划分时单个单元刚度矩阵的概念，将多个偏微分方程（组）直接组装成一个总的刚度矩阵。这样出现的结果即是，不管求解多少个物理场，我们只需选择对应的偏微分方程进行任意组合，软件自动联立求解，实现任意多物理场、直接、双向实时耦合。 COMSOL Multiphysics 以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。目前已经在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。到现在，COMSOL Multiphysics已经更新至4.4版本，成为一套很完善的通用数值分析软件，下图是软件的整体构架： 图中各模块分别为： ? 低频电磁场模块( AC/DC Module) ? 声学模块 (Acoustics Module) ? 化学工程模块 ( Chemical Engineering Module) ? 地球科学模块（Earth Science Module） ? 热传导模块 ( Heat Transfer Module) ? 微系统模块 ( MEMS Module) ? 高频电磁场模块（RF Module） ? 反应工程实验室(Reaction Engineering LAB) ? 结构力学模块 (Structural Mechanics Module) ? 优化实验室(Optimization LAB) ? CAD 导入模块( CAD Import Module) ? 材料库（Material Library） 各模块之间可以相互耦合。同时COMSOL还有强大的外部整合接口，包括SolidWorks 实时交互，Simpleware Scan FE 模型导入，MATLAB 和Simulink 联合编程，MatWeb 材料库导入，Simpleware/Mimics 接口，SolidWorks/Autodesk Inventor 实时交互，SPICE/PSPICE 电路语言接口等。同时，COMSOL支持多种操作平台，包括Windows，Linux，Mac OS等平台。 1.2 COMSOL Multiphysics的显著特点 1.求解多场问题=求解方程组，用户只需选择或者自定义不同专业的偏微分方程进行任意组合便可轻松实现多物理场的直接耦合分析。 2.完全开放的架构，用户可在图形界面中轻松自由定义所需的专业偏微分方程。 3.任意独立函数控制的求解参数，材料属性、边界条件、载荷均支持参数控制。 4.专业的计算模型库，内置各种常用的物理模型，用户可轻松选择并进行必要的修改。 5.内嵌丰富的 CAD 建模工具，用户可直接在软件中进行二维和三维建模。 6.全面的第三方 CAD 导入功能，支持当前主流CAD 软件格式文件的