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问题描述

我如何对解决问题的准确性充满信心?如何进行网状精炼研究?

解决方案

ComsolMultiphysics®中使用的所有数值方法通过A离散模型空间有两个目的。首先,该网格用于近似CAD几何形状。其次,在该网格定义的空间中,在离散点上解决了问题的近似解决方案。随着该网格的完善,该解决方案将倾向于更准确地近似于解决边界价值问题的解决方案。(并非Comsol中的所有物理问题都是边界价值问题,尤其是由射线光学粒子跟踪接口是普通的微分方程。但是,即使这些仍然需要离散的CAD几何形状。)

为了对模型的准确性获得信心,您必须在逐渐细网上重新解决模型并比较结果。在网状细化的限制中,供应良好的问题将是收敛的。实际上,在超过可用的计算资源之前,可以完成多少网格。(也可以看看:知识库1030:错误:“不记忆”。)

您可以采取几种不同的策略来进行网状精炼研究:

自适应网状精炼

如下所示,使用自适应网格精炼时,该软件将在初始网格上计算解决方案,并估算误差较高的位置。然后,几何形状将与这些区域中的细元素重新固定,并在此新网格上重新分解模型。此功能使您可以控制执行多少级别的自适应网格细化,在较小的网格上创建多少个元素,用于估计错误的指标以及用于适应网格的方法。该功能与所有物理界面,射线光学和粒子跟踪都不可用。

核心comsol多物理包的示例模型,该软件包演示了此功能的用法实施点源皮带轮的压力

屏幕截图显示了用于固定研究的自适应网格改进设置,创建的网格以及包含不同网格上结果的数据集。

自适应网状精炼的结果将是一组不同的网眼,可在分支和一个数据集这结合了所有网状细化级别的结果。您开始使用的初始网格可以手动设置,也可以使用软件默认网格。

如下屏幕截图所示,用于时间依赖研究的自适应网格细化的设置和接口看起来有些不同。不仅在单个网格中,还将在模拟时间跨度中创建几个网格。

屏幕截图显示了瞬态研究的自适应网状细化设置。创建了与不同时间相对应的几个网格,并存储在单个数据集中。

手动定义网状精炼

使用这种方法时,您需要手动编辑网格序列,并使用不同设置的组合来定义模型不同部分中的不同网格尺寸。看到网格的基础来自The的教程comsol学习中心。关于使用Meshing序列的一个简单的介绍性应用程序示例是:使用网格序序列

这种方法的优点是,您可以更直接地控制网格的罚款方式,还可以控制创建的元素的纵横比。如果您知道该解决方案将在一个或两个方向上逐渐变化,这一点尤其有利。与自适应网格的改进相比,这种方法确实需要更高的交互性,努力和理解水平,但是它可以导致使用较少计算资源的策略。

引入一个控制网格大小并使用的参数参数扫描扫描控制网格的一系列值范围。要了解如何设置参数扫描,请参见:在comsolMultiphysics®中进行参数扫描研究。结果将在单个中可用数据集其中包含所有参数解决方案。

屏幕截图显示了手动网格划分策略,以及参数扫描功能和结果数据集。

核心comsol多物理包的示例模型,证明了此功能的用法是Blasius边界层。使用结构力学模块的另一个示例是椭圆膜的应力分析

使用物理控制的网格设置

也可以使用默认值物理控制网状设置。根据模型中涉及的物理学,软件将根据几何形状以及物理中的几何形状以及材料属性中的应用域和边界条件调整网格。后者仅针对电磁波问题发生,如下所示电磁波,频域模拟的自动网框

一旦创建了不同的网格,就可以在每个研究步骤的设置中选择它们。

使用这种方法时,您无法直接控制网格,但是非常易于使用。创建几个不同的网格,每个网格都有自己的元素大小:设置并介绍几项不同的研究。选择网格,如上面的屏幕截图所示。结果将包含在不同的数据集中,每项研究之一。

增加元素顺序

除上述技术外,研究变化元素的效果也不太常见。看:理解和改变元素顺序。每个物理接口都定义一个元素顺序,用于近似每个元素中的字段。这可以通过离散化设置如下屏幕截图所示。增加离散化会显着增加内存使用量。更改此设置的多物理模型时要谨慎,尤其是在混合不同物理中的元素顺序时。也可以看看:跟踪多物理模型中的元素顺序

物理学的离散设置。

一般评论

这些方法都假定软件将收敛到每个不同网格的解决方案。非线性问题不一定是这种情况,如果网格太粗糙,可能不会收敛。处理非线性模型的其他策略,如下所述:改善非线性固定模型的收敛性

比较和评估结果

一旦使用了上述方法中的任何一种或任何组合,您就需要比较不同情况之间的结果。要查看任何两种情况之间的差异,请创建和使用加入内部数据集结果>数据集。调整要比较的两组数据的设置,然后选择组合做方法区别为了创建一组数据,是两个不同级别的网格细化级别之间的差异,如下屏幕截图所示。

联接数据集可以评估解决方案之间的差异。

在评估网状细化研究的结果时要谨慎。根据您正在评估的度量标准,某些数量会比其他度量更快或更慢。一般而言,整个模型上的积分将最快收敛,而局部值则以网状细化为基础。还要谨慎评估尖角处的田地的衍生物,这些将是本地非赋形剂尽管它们不会影响模型的总体准确性,但远离奇异性。有关更多详细信息,请参见:

其他资源

以下文章涉及特定案例,但也具有普遍关注: