使用多物理接口自动定义多物理模型
在comsol多物理学中®，在定义多物理模型的物理设置时，您可以通过使用预定义的多物理接口来完全简化该过程。这产生了几乎完全自动的方法，而手动方法与预定义联轴器和用用户定义的耦合的手动方法需要手动调整才能实现。我们将解释这种自动方法是什么，详细说明使用它的优点，并介绍如何在多物理模型中使用此功能。
何时使用自动方法
自动方法通过使用多物理接口添加所有涉及的物理接口和多物理耦合来大大简化建模过程。多物理界面自动预先配置，以建模多种物理现象的特定组合。它们适用于科学和工程的几个学科，包括电磁，结构力学，声学，流体流，传热和化学工程。
多物理接口将数学模型作为部分微分方程的耦合系统提出，描述了耦合物理现象。此外，多物理接口还确定如何将该方程系统离散化以形成相应的数值模型方程，例如使用有限元方法以及如何求解这些方程。这意味着多物理接口自动包括最佳元素离散设置以及特定方程系统的求解器设置。这样，自动方法使您能够更快地进入并专注于定义多物理模型，而不必陷入数学耦合或使用数值技术方面的陷入困境，如果您必须从刮。
有关您持有许可证的任何COMSOL产品可供您使用的多物理接口的完整列表，您可以查看乐动体育app无法登录规格图。如有多种方式，您可以通过多种方式浏览图表以前的博客文章。只需选择您的模块属于或模块本身（或两者）的应用区域，然后向下滚动到预定义的多物理接口部分以查看内置多物理接口列表。您还可以在“物理接口”一章下的模块介绍文档中使用任何模块附带的物理接口和多物理接口的列表和简短描述。在“物理接口指南”一章中，模块的用户指南文档中提供了更多详细信息。例如，如果您已获得AC/DC模块的许可，则可以在该物理接口的列表中找到AC/DC模块简介文档下AC/DC模块物理接口章节。您可以在AC/DC模块用户指南在下面AC/DC模块物理接口指南。
comsol®软件规范图表的屏幕截图，选择用于传热和预定义的多物理接口的选项。所选“传热应用区域”的规范图表以及显示的预定义多物理接口部分。
现在，我们已经讨论了这种方法的优点，我们将概述步骤并在后续部分中以示例显示其使用。
实施该方法的程序
在定义多物理模型时实现自动方法仅需要几个步骤，因为模型设置与已经包括的各个物理接口和多物理耦合加快了。因此，使用自动方法的程序的一般概述如下：
- 添加多物理接口
- 为每个组成物理界面定义物理设置（边界条件，初始条件，约束，负载，材料属性等）
在下面，我们证明了该方法的使用，并将其用作我们的多物理示例。
演练示例：建模电阻加热和热膨胀
让我们使用热电学机械（“ TEM”）版本的版本热显微驾驶员教程模型在应用程序库中找到，以演示用于添加多物理模型物理界面的自动方法。
注意：为了简洁起见，假设建模工作流程中的所有步骤（除了定义物理设置）都是完整的。因此，已经建立了几何形状，材料，网格和研究。此外，我们将范围缩小注意力以定义模型的多物理方面，而不是详细介绍如何添加和定义组成物理界面的特定边界条件。
首先，我们定义了焦耳加热和热膨胀的物理设置。如下图所示，在连接到热臂的两个锚之间施加电压。当传导电流通过执行器的热臂流动时，可以抵抗，从而导致电加热，从而提高了热臂的温度，并导致它们通过热膨胀而膨胀。冷臂不会扩展到相同的程度，这会导致执行器移动为负y- 图中的方向。所有锚的底部都是固定的，但是凹痕使手臂能够在XY平面中移动。
带有标记的零件的热微型驱动器几何形状。该设备由多晶硅制成。
为了研究发生的电气结构相互作用，我们可以使用预定义的焦耳加热和热膨胀界面。在模拟中包括此多物理接口：
- 打开添加物理学窗户
- 扩展结构力学>热结构相互作用分支
- 选择并添加焦耳加热和热膨胀与模型组件的接口
将焦耳加热和热膨胀添加到模型中后，请注意，还将几个物理界面节点添加到模型树中。这些包括电流界面;固体中的传热界面;固体力学界面;和多物理学包含用于电磁加热和热膨胀的耦合的节点。
模型构建器的屏幕截图，其热量驱动器模型打开，电磁加热界面扩展了。当使用自动方法时，物理和多物理节点（每个带有相应设置）的屏幕截图将自动添加到模型树中。
这电磁加热多物理耦合使用电流和电导率将电阻加热作为传热方程中的热源。还请注意，温度可能会影响电导率和热导电。这热膨胀多物理学耦合使用温度场和热膨胀系数在结构力学模型中的热应变载体的制定中，从而得出计算模型时该扩展引起的膨胀以及应力和应变。
XY平面视图，用于压力和变形的热微导驱器的结果。
如您所见，自动方法使一个复杂的问题非常容易定义和解决。您不必担心是否还包括正确的多物理节点，将适当的设置从一个物理接口应用于另一个物理接口或定义了适当的求解器设置，因为它们都是自动化的。
从这一点开始，我们可以专注于定义每个物理接口的物理设置，例如添加任何必要的边界条件或约束并编辑设置。
要查看如何使用这种方法构建完整的模型，请观看下面的教程视频以进行完整的演示。
教程视频：使用自动方法定义多物理模型
建模练习
通过下面列出的后续建模练习将其付诸实践来证明您从本文中获得的知识。为每个建模练习提供的指示包含完成它所需的所有信息，但有意概括以鼓励自我引入的问题解决。您可以使用此处提供的解决方案模型文件检查您的实现或使用比较工具准确识别差异。
- 跟着方向提供的用于使用自动方法构建母线教程模型。几何文件可下载：Busbar.mphbin。
- 跟着方向为使用自动方法构建自由对流教程模型提供。几何文件可下载：free_convection.mphbin。
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