1. Навигатор моделей и главное меню

•  Выбирая размерность модели, следует помнить, что просто задание сетки в трехмерной модели может занимать десятки минут даже на мощном компьютере. Для большинства трехмерных задач имеет смысл сначала задать и рассчитать двумерную модель, а уже потом при необходимости повторить расчет для трехмерной модели. Тем более, что если вы не импортируете геометрию из внешней CAD системы, а задаете непосредственно в FEMLAB , то гораздо удобнее получить трехмерную модель, преобразованием соответствующей двумерной. Размерность модели выбирается в Model Navigator [Навигаторе моделей] на первой вкладке New в Space Dimension [размерность пространства] , кроме 1D , 2D и 3D там есть Axial Symmetry (1D) и (2D) для осесимметричных моделей.

•  Теперь выбираем физический раздел, в рамках данного пособия рассмотрены три раздела Heat Transfer [Теплоперенос] , Fluid Dynamics [Гидродинамика] и Diffusion [Диффузия] и модуль расширения General Heat Transfer [Общий теплоперенос] . Раздел Fluid Dynamics использует уравнение Навье-Стокса для несжимаемой жидкости. Раздел Heat Transfer включает в себя, кроме подраздела Conduction [Кондукция] , подраздел Convection and Conduction [Конвекция и кондукция] , который отличается тем, что кроме теплофизических свойств, можно задать поле скоростей теплоносителя. Раздел Diffusion тоже состоит из двух подразделов: Diffusion [Диффузия] и Convection and Diffusion [Конвекция и диффузия] . Один из модулей расширения General Heat Transfer [Общий теплоперенос] включает в себя объединенные с излучением, конвекцию и кондукцию, а так же разделы, Thin Conductive Layer – тонкий теплопроводный слой, Bioheat equation – режим расчета тепломассопереноса в живых тканях, Non - Isotermal Flow – неизотермический поток.

Чтобы создать мультифизические модели, например, поток жидкости в канале: надо нажать кнопку Multiphisics , затем нажимается кнопка Add geometry [Добавить геометрию] , в открывшемся окне выбирается размерность и названия осей. После выбора геометрии, нажимается кнопка Add… [Добавить] и сначала выбирается один физический раздел (Heat Transfer > Convection and Conduction), а потом в модель добавляется второй раздел (Fluid Dynamics > Incompressible Navier - Stokes). Между собой они взаимодействуют как раз через поле скоростей.

•  Для каждого из подразделов можно выбрать Steady-state analysis [Стационарный анализ] или Transient analysis [Переходный анализ] , впрочем, вид анализа можно потом изменить.

•  Так же на вкладке New в Model Navigator можно выбрать вид конечных элементов, по умолчанию стоит Lagrange - Quadratic [Лагранжевы-квадратичные] , предлагаются Лагранжевы элементы вплоть до пятой степени, в некоторых разделах доступны элементы Эйлера.

Кроме New , в Model Navigator , есть еще три вкладки. Model Library [Библиотека моделей] , в ней расположены примеры моделей для всех физических разделов, некоторые из этих моделей присутствуют в данном пособии. User Models [Пользовательские модели] , представляет собой отображение папки, в которой хранятся модели созданные. Settings [Настройки] позволяют установить язык (при установленном русификаторе, даже русский). И изменить фон рабочей области с белого на черный. В версии COMSOL 3.2 там же устанавливается система единиц, можно выбрать из десяти вариантов, включая СИ. Кроме того в этой версии появилась вкладка Open которая так же как и User Models позволяет работать с файлами.

После нажатия клавиши OK в Model Navigator открывается окно основной программы с рабочей областью, инструментальными панелями и главным меню. Кнопки на инструментальных панелях повторяют пункты главного меню, поэтому мы рассмотрим пункты меню по порядку.

 

Главное меню.

File – содержит команды создания, открытия и сохранения файлов, печати, а также импорта геометрии из внешних CAD систем и экспорта полученных данных в текстовый файл.

Edit – содержит команды отмены и повторения операций, работы с буфером обмена и команды выделения.

Options – содержит команды задания рабочей области Axes/Grid settings , констант Constants , выражений Expression , функций Function , связанных переменных Coupling Variables и различные настройки отображения геометрических элементов и масштаба.

Draw – содержит команды построения и преобразования геометрических объектов, а так же команды превращения двумерных объектов в трехмерные.

Physics – содержит команды задания физических свойств подобластей Subdomain , граничных условий Boundary , в том числе периодических ГУ (Граничных Условий) Periodic Condition и изменения системы дифференциальных уравнений Equation system .

Mesh – содержит команды управления конечноэлементной сеткой.

Solve – содержит очень важные команды управления решающим устройством, можно выбрать зависимость от времени, линейность или нелинейность, а так же указать множество других параметров решателя.

Postprocessing – содержит команды для отображения результатов вычислений, во всех возможных видах: от векторов и поверхностей уровня, до графиков и интегралов по границе.

Multiphisics – открывает Model Navigator , и позволяет переключаться между физическими режимами в мультифизических моделях.

Help – содержит обширную справочную систему.