Neue Comsol-Versionen: Viele Funktionen und Apps sind neu

Die Comsol Multiphysics GmbH hat die neuen Versionen der Simulationsumgebungen Comsol Multiphysics und Comsol Server freigegeben. In diesen Tools und in Add-on Produkten wurden laut Entwickler hunderte nutzerorientierte Funktionen und Erweiterungen implementiert. Zudem können Anwender nun selbst Apps erstellen und austauschen.

Mit neuen Lösern und Methoden in Multiphysics, Server und den entsprechenden Add-ons sowie Applikations-Design- und Bereitstellungs-Werkzeugen, erweitert die Version 5.2a der Comsol Software Design- und Optimierungsmöglichkeiten in den Bereichen Elektromagnetik, Mechanik, Strömungsmechanik und chemische Verfahrenstechnik.

Neue Werkzeuge für die multiphysikalische Simulation

Die in Comsol Multiphysics 5.2a enthaltenen drei neuen Löser ermöglichen schnellere und speichereffizientere Berechnungen. Der SA-AMG (smoothed aggregation algebraic multigrid) Löser hat sich vor allem bei linear elastischen Analysen als sehr effizient gezeigt, kann aber auch für viele andere Analysetypen angewendet werden. Dieser Löser ist in Bezug auf seinen Speicherbedarf sehr konservativ und ermöglicht es daher, Struktur-Baugruppen mit Millionen an Freiheitsgraden auch auf einem Standard-Desktop Computer oder Laptop zu berechnen.

Der Domain Decomposition Löser wurde für große multiphysikalische Modelle optimiert. „Der Domain Decomposition Löser bietet Simulationsspezialisten eine flexible und robuste Technologie, um stark gekoppelte, multiphysikalische Anwendungen, für die bisher ein speicherintensiver, direkter Löser benötigt wurde, effizienter zu berechnen“, sagt Jacob Ystrom, Technical Manager Numerical Analysis bei COMSOL. „Mit diesem Löser werden die Kunden von der verbesserten Effizienz auf Einzelplatzrechnern oder Clustern profitieren, dies gilt auch, wenn er mit anderen Lösern wie dem Aggregation Algebraic Multigrid Löser kombiniert wird.“

Löser für Akustikanwendungen

Darüber hinaus ist nun auch ein neuer expliziter, auf der diskontinuierlichen Galerkin (DG) Methode basierender Löser für Akustikanwendungen im Zeitbereich verfügbar. „Die Kombination der diskontinuierlichen Galerkin Methode mit den neuen, absorbierenden Schichten im Zeitbereich führt zu einer Speichereffizienz, die den Kunden, bei vorgegebener Speichergröße, noch realistischere Simulationen ermöglicht“, sagt Mads Jensen, Technical Product Manager, Acoustics.

Apps: einfach skalierbar für den weltweiten Einsatz

Die komplette Suite der Berechnungswerkzeuge der Comsol-Multiphysics-Software und dem darin enthaltenen Application Builder ermöglichen es Simulationsspezialisten, ihre Produkte auszulegen, zu optimieren und Apps zu erstellen, von denen auch ihre Kollegen und Kunden profitieren. Die Simulations-Apps versetzen den Anwender ohne Simulationskenntnis in die Lage, die Apps für ihre spezielle Anwendung zu nutzen. Mit der Version 5.2a können App-Designer noch dynamischere Apps erstellen. So kann sich z. B. das Benutzerinterface der App während des Simulationslaufs verändern, Einheiteneinstellung können für länderübergreifende Teams zentral verwaltet und Hyperlinks und Videos eingebunden werden.

Dies ist eine kosteneffiziente Lösung, mit der gesteuert werden kann, wie die Apps genutzt werden – entweder von Anwendern innerhalb einer Organisation oder von Auftraggebern und Kunden weltweit. In der neuen Version können Administratoren das optische Erscheinungsbild und den Stil der Comsol-Server-Software an ihr eigenes Branding anpassen und, bei einer extrem starken Nutzung, die Anzahl der gestarteten Applikationen festlegen.

Mehr Flexibilität

„Durch die Flexibilität, mit der das optische Erscheinungsbild und der Stil der Comsol Server Installation angepasst werden können, sind unsere Kunden in der Lage, eine einheitliche Markenerfahrung zu schaffen, die ihre Kollegen und Kunden leicht wiedererkennen und in ihre existierende Prozesse einbinden können“, sagt Svante Littmarck, President und CEO, Comsol Inc.

„Der Application Builder ermöglicht es uns, anderen Abteilungen Zugriff auf unsere Analyse-Apps zu geben, ohne dass sie dafür die Finite Elemente Theorie lernen müssen“, erläutert Romain Haettel, Principal Engineer im ABB Corporate Research Center. „Wir haben die Comsol Server Lizenz zur Verteilung unserer App an Kollegen weltweit genutzt, so dass sie diese testen können. Mit der neuen Version können wir unseren Nutzern, mit einem schnellen Start unserer selbst gestalteten Version der COMSOL Server Software, eine hoffentlich noch bessere Nutzererfahrung bieten.“ ABB ist ein weltweit führender Hersteller von Leistungstransformatoren und ein innovativer Pionier in der Erstellung und im Einsatz von weltweit genutzten Simulations-Apps.

„Unsere Kunden wissen die außerordentliche Robustheit und Anwenderfreundlichkeit unserer multiphysikalischen Lösungen zur Erstellung und Weiterverbreitung von Apps zu schätzen. Sie profitieren von dieser Technologie, indem sie noch mehr effiziente Arbeitsabläufe und Prozesse einbinden“ schließt Littmarck ab.

Dieses App-Beispiel ist in der Anwendungsbibliothek von Comsol Multiphysics und Comsol Server enthalten und kann für die Auslegung magnetischer Induktionsbauteile bei der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt werden.

Neue Funktionen

Version 5.2a bietet nutzerorientierte, neue und erweiterte Funktionen, die von grundlegender Technologie bis hin zu Randbedingungen und Materialbibliotheken reichen. Zum Beispiel erleichtert der Algorithmus für Tetraeder-Netze, der einen modernen Qualitätsoptimierungs-Algorithmus umfasst, die Erzeugung von feinmaschigen Netzen, wie sie in Vorstudien komplexer CAD-Geometrien mit vielen dünnwandigen Bauteilen verwendet werden. Die Visualisierungen umfassen nun Kommentare mit LaTeX Formatierung, verbesserte Oberflächenplots aus Tabellen, VTK Export und neue Farbtabellen.

Mit der neuen Version wurde die Hysterese magnetischer Vektoren zur Modellierung von Transformatoren und ferromagnetischer Materialien eingeführt. Darüber hinaus sind nun Domain-begrenzte Randbedingungen zur vereinfachten Simulation von Touch-Screens und MEMS-Bauteilen verfügbar. Ray-tracing Simulationen können Gradientenindex- und Konstantindex-Materialien in vernetzten und nicht-vernetzten Bereichen kombinieren. Der neue Diagrammtyp „Optical Aberration“ ist für die Messung monochromatischer Abbildungsfehler gedacht. Für die hochfrequente elektromagnetische Analyse sind Vierpole, schnelle Frequenzdurchläufe und nichtlineare Frequenzmischverfahren verfügbar.

Konstruktions- und Fertigungsingenieure aller Branchen werden von der neuen Funktion für Adhäsion und Dekohäsion profitieren. Diese dient zur Analyse von Prozessen mit mechanischen Bauteilen, die aneinander haften und auseinander gezogen werden. Darüber hinaus ist nun auch ein neues Physik-Interface für die Modellierung von linearer und nichtlinearer Magnetostriktion verfügbar. Anwender im Bereich Wärmeübertragung können nun auf eine meteorologische Datenbank mit 6000 Wetterstationen zugreifen und dünne Strukturen als Fluid, Festkörper oder poröses Medium modellieren.

Anwender, die Strömungen mit Auftrieb modellieren, werden die neue Gravitationseigenschaft bei Dichteschwankungen schätzen. Diese ermöglicht das einfachere Aufsetzen von Anwendungen mit natürlicher Konvektion, bei denen die Dichte von der Temperatur, Salzgehalt oder anderen Faktoren abhängt. Rohrströmungs-Simulationen profitieren nun von verbesserten Pumpenkennlinien. Für chemische Simulationen sind Oberflächenreaktion in reaktiven Pellet-Betten und ein neues Multiphysik-Interface für die reaktive Strömung verfügbar. Akku-Hersteller und -Designer können nun mit dem neuen „Single Battery“-Interface komplexe 3D-Baugruppen in Akku-Packs modellieren. Das Entladungs- und Ladungsverhalten wird vom „Single Particle“ Modell an jedem Punkt der Geometrie zur Verfügung gestellt. Dies ermöglicht es, die geometrische Stromverteilungsdichte und den lokalen Ladungszustand im Akku-Pack abzuschätzen.

Verfügbarkeit

Das „Release Highlights“-Video sowie die Möglichkeit Comsol Multiphysics und Comsol Server Softwareversion 5.2a herunterzuladen, finden sich hier.