comsol多物理学^®5.3释放亮点

研究和求解器更新

comsol多物理学^®版本5.3包括用于CFD模拟的新求解器，以及用于电磁和腐蚀边界元素方法模拟的新求解器。浏览所有comsol多物理学^®版本5.3更新与下面的研究和求解器有关。

CFD的代数多机（AMG）求解器

平滑的聚合代数多机（SA-AMG）方法已扩展到与COMSOL多物理学中的专业Smoothers合作^®：SCGS，Vanka和Sor Line。

使用替代的几何多机（GMG）求解器需要考虑三个网格级别，这可能会在试图用不同尺寸的不同几何形状网格和求解模型时创建问题。SA-AMG求解器仅需要一个网格级别，使网格划分过程变得更加容易，解决过程对于大问题和“困难”几何形状更加健壮。

例如，在太阳能电池板的流体结构相互作用模型（在图像中）中，支撑面板的支柱和梁与周围的空气域相比很小。这种尺寸的差异使得很难有效地将空气域与较小的部分和组件一起融合，如果要创建三个不同尺寸的网格，这将变得更加困难。SA-AMG求解器仅需要一个网格级别，这要容易得多。

与网格序列和误差估计集成的适应性

已修改了用于固定，参数和特征值问题的H-Adaptation算法，以便您可以保存中间解决方案和网格。此外，所得的改编网格现在是基于网格划分的功能，可以在需要时从自动化解决方案过程中无缝切换到手动适应。

为此，引入了两个新的网格划分功能：适应和尺寸表达。这适应功能根据解决方案中的错误或所需网格元素大小的表达式来改进网格。或者尺寸表达可以将节点添加到模型构建器中的网络序列中，以便使用表达式在整个建模空间中改变元素大小。看到网格更新页面更多细节。

适应功能和误差估计也已统一，以使适应方法使用的误差估计值可作为因变量可用，用于后处理结果。此外，现在也可以进行L2-Error（PDE残差）估计值。

改进进一步导致了网格初始化现在，方法能够对网格进行适应，而不是仅仅是三角形和四面体类型。这是可能的，因为改编的网格是用参考功能，该功能将原始网格序列与新序列保存尺寸表达网格划分功能。

这定期完善和最长的改进现在，方法还会在需要时自动将网格转换为三角形或四面体。这意味着用户无需添加任何转变网格序列的特征。

应用程序库路径使用新的自适应网格改进：
cfd_module/high_mach_number_flow/euler_bump

边界元素方法问题的快速迭代求解器

现在可以通过边界元素方法（BEM）来解决最佳解决问题的密集直接求解器。这对于不适合有限元方法（FEM）建模的应用程序很有用。

该直接求解器的解决方案时间与问题中自由度（DOF）的数量数量大致成正比。换句话说，解决方案时间随问题大小而大大增加。为了减轻这种情况，基于快速矩阵矢量乘法为迭代求解器提供了支持。这使得矩阵可以使用所谓的矩阵压缩ACA或者ACA+压缩。这些替代方案对应于自适应交叉近似方法的两个不同版本，这是基于远场近似值的快速矩阵乘法方法。

提供了两个预处理：稀疏近似逆（SAI）和直接预处理。这两个都暴露于矩阵的所谓近场。矩阵的近场部分比完整的矩阵所需的存储和求解要少得多。SAI预定器是近似矩阵的倒数而不是矩阵本身的显式预处理程序的示例。直接预处理使用矩阵的更常见的LU分解。

BEM已在用于求解PDE的一般物理接口，用于求解静电应用的接口AC/DC模块，用于解决电流密度应用腐蚀模块和电沉积模块。

使用BEM的应用程序库路径：
acdc_module/capacitive_devices/capacitor_tunable
acdc_module/applications/touchscreen_simulator
acdc_module/tutorials/capacivity_pressure_sensor_bem

求解器支持混合BEM/FEM问题

有时，可以使用一种数值方法来解决多物理问题，但使用不同的数值方法（BEM元素方法（BEM）和有限元方法（FEM）（fem））可以最佳地解决。可以使用混合BEM/FEM模型，而矩阵存储是FEM部分的最佳稀疏格式，而BEM部分的密集或无基质格式。这使得可以使用单独的预处理/更光滑的矩阵和BEM部分。

例如，有可能将有效的迭代求解器与混合预处理使用者一起使用。fem部分可以像往常一样自由地进行预处理，而BEM部分可以与上述近场矩阵的前提条件之一一起使用。迭代方法使用基于混合基质/矩阵的方法计算残差，从而最佳地使用了不同类型的快速矩阵矢量产物。乐动体育app无法登录

对准确边界通量变量的敏感性

您现在可以从边界通量具有正向灵敏度方法的变量。这些是适用于某些物理界面（例如质量和传热）的精确边界通量变量。对于这些接口，选择计算边界通量他们各自的复选框离散化访问和使用这些变量的部分。

结合解决方案

您可以将两个解决方案对象组合到一个解决方案或数据集中。当需要一个解决方案/数据集以进行后处理或需要一个解决方案作为新仿真的输入时，这很有用。可以将时间依赖性，参数和特征频率解决方案组合在一起，并且可以将解决方案串联或求和。

基于网格的性能改进不连续的盖金方法

已经实施了几项改进，以加快不连续的Galerkin（DG）方法并减少其内存足迹。一种改进是一种新的网格度量，用于计算使用的显式时间步长方法的稳定时间步长。该度量是针对四面体的三角形和最大的刻有三角形的最大铭文圆的直径。该指标更擅长确定需要在稳定的时尚时间整合中需要的时间步，并可以更好地表征手头的网格元素以进行模拟。

通过新的网格质量优化程序，已经取得了第二种改进。该过程应与DG方法一起使用，以进一步增加显式时间步长方法的稳定时间步长。此方法会更改网格，以避免细胞太小，否则会限制稳定的时间步骤。使用新的避免太小元素网格选项在3D中生成四面体网格时（请参阅图像）。

例如，考虑超声流量计带有通用飞行时间配置教程模型其中包含750万个自由度（DOF）。在带有Intel的台式计算机上的测试中^®Core™i7处理器在3.60 GHz，带4个核心和32 GB RAM，声学问题在7小时5分钟内解决，并且需要6.0 GB的RAM，在Comsol Multiphysics的5.2A版本中^®。在第5.3版中，使用新的稀疏组装方法，同一研究在5小时1分钟内解决，需要5.8 GB的RAM。这代表大约30％的速度，记忆力略有减少。

不连续的Galerkin方法的基于多核心的性能改进

在多功能系统上运行模型时，已经实现了存储器的减少。在这里，使用了一种新的残差矢量稀疏组装方法。所需的内存减少，不取决于所使用的CPU内核数。此外，初始化期间所需的内存已大大降低。由于避免了不必要的内存分配，因此这种改进使该方法更快。

在进一步研究记忆改进时，在使用Multicores求解时，与Meshing和网格度量参数提供的改进分开，我们可以比较在两个COMSOL多物理学中求解的模型^®5.2a和5.3版，其中使用了完全相同的网格和时间步。在这里，考虑了使用立方基函数在椭圆形内的简单波动方程模拟。该比较使用6个核心在3.60 GHz的Intel®Xeon®CPUE5-1650 V4上进行。即使没有网格的改进，CPU时间的减少也约为18％。当使用更多核心时，预计这种记忆降低将变得更加明显。