COMSOL_Multiphysics在岩土工程中的应用
Comsol软件介绍
我不是做广告的啊COMSOL介绍COMSOL Multiphysics多物理关注前沿科技，解决多场直接耦合难题——COMSOL Multiphysics助您登上科学的巅峰COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件。
广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。
模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。
COMSOL公司于1986 年在瑞典成立，目前已在全球多个国家和地区成立分公司及办事机构。
COMSOL Multiphysics起源于MATLAB的Toolbox，最初命名为Toolbox 1.0。
后来改名为Femlab 1.0（FEM为有限元，LAB是取自于Matlab），这个名字也一直沿用到Femlab 3.1。
从2003年3.2a版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。
COMSOL Multiphysics以其独特的软件设计理念，成功地实现了任意多物理场、直接、双向实时耦合，在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。
在全球各著名高校，COMSOL Multiphysic已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具，在全球500强企业中，COMSOL Multiphysic被视作提升核心竞争力，增强创新能力，加速研发的重要工具。
2006年 COMSOL Multiphysics再次被NASA技术杂志选为"本年度最佳上榜产品"， NASA技术杂志主编点评到，"当选为 NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品。
"COMSOL Multiphysics显著特点求解多场问题 = 求解方程组，用户只需选择或者自定义不同专业的偏微分方程进行任意组合便可轻松实现多物理场的直接耦合分析。
Comsol软件介绍
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广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。
模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。
COMSOL公司于1986 年在瑞典成立，目前已在全球多个国家和地区成立分公司及办事机构。
COMSOL Multiphysics起源于MATLAB的Toolbox，最初命名为Toolbox 1.0。
后来改名为Femlab 1.0（FEM为有限元，LAB是取自于Matlab），这个名字也一直沿用到Femlab 3.1。
从2003年3.2a版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。
COMSOL Multiphysics以其独特的软件设计理念，成功地实现了任意多物理场、直接、双向实时耦合，在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。
在全球各著名高校，COMSOL Multiphysic已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具，在全球500强企业中，COMSOL Multiphysic被视作提升核心竞争力，增强创新能力，加速研发的重要工具。
2006年COMSOL Multiphysics再次被NASA技术杂志选为"本年度最佳上榜产品"，NASA 技术杂志主编点评到，"当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品。
"COMSOL Multiphysics显著特点求解多场问题= 求解方程组，用户只需选择或者自定义不同专业的偏微分方程进行任意组合便可轻松实现多物理场的直接耦合分析。
comsol电磁场仿真案例科学工...
comsol电磁场仿真案例科学工程计算与应用——基于COMSOL数值模拟的工业应用案例(伍仞之)_图文导读：就爱阅读网友为您分享以下“科学工程计算与应用——基于COMSOL数值模拟的工业应用案例(伍仞之)_图文”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 试井分析随钻电磁波传播测井－卧式刻度装置随钻电磁波传播测井－卧式刻度装置专题之七——科学工程计算与应用基于COMSOL数值模拟的工业应用案例伍仞之跨学科研究和多物理分析为科技创新带来了新契机1、物理问题的发现和解决方法，一直和数学密切相关，物理学的发展深深依赖于数学理论的发展。
2、依据物理学原理归纳出来的偏微分方程，统称为数学物理方程（包括具有物理意义的积分方程、微分积分方程和常微分方程）。
3、数学方法的发展正在改变着我们认识世界的方式！COMSOL Multiphysics应用领域电磁场工程－微电机系统；微波工程；无线电频率部件；脉冲涡流应力检测；微波化学；微波加热；永磁体；声学应用工程－声波传播；建筑声学；汽车消音器；超声无损检测；化学工程－化学反应；燃料电池；电化学；传递现象；反应工程；生物化学；动力工程－空气动力学；流体动力学；多孔介质渗流；结构力学；弹性力学；热工程－地球科学；热传导；弥散；热处理；物理学－光学；光子学；量子力学；半导体设备；材料科学－复合材料；电磁学；理论力学；理论声学；热学；多物理场耦合－电、热耦合；流、固耦合；压电压磁材料与固体力学耦合；磁、声耦合；Darcy -Brinkman -Navier-Stokes 渗流；COMSOL Multiphysics应用领域军事工程－潜艇；飞机；战舰消磁；电磁动力；电磁炮；生物医学工程－生物科学；医学声波检测；核磁共振；磁声成像；生物力学；生物电磁；地球科学－电磁勘探；测井；油藏工程；钻井工程；三次采油；水文、环境工程、岩土工程、矿业工程、地球物理；传递过程－动量传递；热量传递；质量传递；广义通用控制方程；非稳定项+对流项＝扩散项+源项(?u?)???(????)?S???(?uj?)?( )?S?,j?1,2,3?x,y,z?t?t?xj?xj?xj科学计算－数值模拟技术（FEA）；偏微分方程数值计算；交叉学科－机械、电子、流体、传热、光学及电磁学等其它－MEMS器件、纳米材料、纳米粉体、介孔材料、纳米管/纤维、…COMSOL Multiphysics应用领域1、人类科学研究的三种方法? 理论方法? 室内实验方法? 数值实验方法2、地球物理测井方法理论研究理论上研究的各种地球物理测井法问题，地质问题解释模拟地层测井响应数值实验归纳测井物理问题确定测井数学模型完全可以等价于研究偏微分方程的边值数学求解问题3、应用数学工作者如何尽快走进地球物理测井领域COMSOL —应用模块COMSOL—自定义模块和应用模式多物理场的图标声学化学反应和多组分传递电磁波传播基于公式建模流动传热准静态和静态电磁结构力学系统和电路建模Comsol－模块功能Comsol－模块功能Comsol－操作界面Comsol－有限元数值模拟Comsol－数值模拟问题分析流程AC/DC模块。
COMSOL在微纳光学领域中的应用
Simulating inspires innovation
COMSOL Multiphysics
基于偏微分方程或常微分方程通过 有限元算法实现多场耦合
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
Matlab PDE Toolbox 1.0 Femlab 1.0 ~ Femlab 3.1（2003年，v3.0具备独立求解器） COMSOL Multiphysics 3.2a (2005年) COMSOL Multiphysics 3.5a COMSOL Multiphysics v4.2a COMSOL Multiphysics 4.3a(现在)
仿 真 智 领 创 新
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• 选择物理场 -告诉软件分析问题中包含哪些物理现象 • CAD绘图
-软件自带CAD绘图、导入CAD模型
建 模 流 程
• 指定分析条件 -指定材料、输入、输出选项 -指定边界条件 • 网格 -结构化或非结构化网格 • 求解
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COMSOL Multiphysics
模块简介
喷气发动机涡轮叶片温度场和应力分布
仿 真 智 领 创 新
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AC/DC模块
AC/DC模块的功能涵盖了静电场、静磁场、 直流交流电磁，以及与其它物理场的无限制耦合。 • 电容器 • 电感器
应用COMSOL有限元软件分析储层的电各向异性
应用COMSOL有限元软件分析储层的电各向异性作者：杨少波郭涛曹婷李星根来源：《无线互联科技》2013年第06期摘要：本文应用COMSOL Multiphysics有限元软件对储层的电各向异性进行分析，得到理想地层环境下的水平电阻率和垂直电阻率参数，以便更好的来分析储层特性。
关键词：COMSOL；有限元法1 引言对储层评价来说，岩石含烃饱和度是一个重要的指标，岩石电阻率是推断岩石含烃饱和度的一个重要物理量，岩石电阻率参数一直被作为划分油水界面及评价储层的含油性及含油程度的重要指标。
岩石电阻率与地层“四性”（岩性、物性、水性和含油气性）紧密相关，是油气解释评价的重要参数。
通过岩石电阻率测试，可以对测井曲线进行标定，利用含油饱和度与电阻率关系确定储层饱和度，通过饱和原油样品的电阻率测定确定含油饱和度等。
因此，利用电阻率测量仪器测量、求准地层真电阻率，是估算地层原始含油（气）饱和度、识别油气层、进行储层评价的重要研究内容之一。
2 COMSOL软件介绍COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件。
广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件。
模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。
COMSOL是多场耦合计算领域的伟大创举，它基于完善的理论基础，整合丰富的算法，兼具功能性、灵活性和实用性于一体，并且可以通过附加专业的求解模块进行极为方便的应用拓展。
COMSOL是以有限元法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真，用数学方法求解真实世界的物理现象。
目前已经在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。
comsol软件应用实践报告总结
comsol软件应用实践报告总结一、实验目的1、初步掌握Comsol Multiphysics的使用方法。
2、学习电渗进样的Comsol模拟。
二、实验原理COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件。
广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。
模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。
COMSOL Multiphysics是以有限元法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。
用数学方法求解真实世界的物理现象，COMSOL Multiphysics 以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。
目前已经在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。
大量预定义的物理应用模式，范围涵盖从流体流动、热传导、到结构力学、电磁分析等多种物理场，用户可以快速的建立模型。
COMSOL 中定义模型非常灵活，材料属性、源项、以及边界条件等可以是常数、任意变量的函数、逻辑表达式、或者直接是一个代表实测数据的插值函数等。
预定义的多物理场应用模式，能够解决许多常见的物理问题。
同时，用户也可以自主选择需要的物理场并定义他们之间的相互关系。
当然，用户也可以输入自己的偏微分方程（PDEs），并指定它与其它方程或物理之间的关系。
COMSOL Multiphysics力图满足用户仿真模拟的所有需求，成为用户的首选仿真工具。
它具有用途广泛、灵活、易用的特性，比其它有限元分析软件强大之处在于，利用附加的功能模块，软件功能可以很容易进行扩展。
Comsol软件介绍与应用
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材案Βιβλιοθήκη 料例浏库
览
器
内置各种常用的物理模型，用户可轻松选择并进行必要的修改。 5.内嵌丰富的CAD 建模工具和全面的第三方CAD 导入功能
用户可直接在软件中进行二维和三维建模；全面的第三方CAD 导入功 能，支持当前主流CAD 软件格式文件的导入 6.强大的网格剖分能力
支持多种网格剖份，支持移动网格功能。 7.多国语言操作界面
COMSOL软件介绍与应用
目前Comsol在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃 料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量 子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应 用。
应 用 领 域
COMSOL软件介绍与应用
COMSOL特点： 1.求解多场问题 = 求解方程组
1.几何模型绘制 2.指定材料特性和边界条件 3.剖分网格 4.求解 5.结果后处理 各个步骤都非常的容易实现。 基于大量的预定义的应用模式，涵盖流 体、传热、结构力学、电磁场、化学反应、地球科学及多场耦合模型，以 及自定义偏微分方程，帮助用户十分迅速的建立分析模型。材料属性、载 荷、边界条件可以定义为基于独立变量的任意函数。
COMSOL软件介绍与应用
COMSOL Multiphysics 是一款大型的高级数值仿真软件，它是以有限元 法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现 真实物理现象的仿真，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理 场直接耦合分析软件”。
Comsol软件介绍
我不是做广告的啊COMSOL介绍COMSOL Multiphysics多物理关注前沿科技，解决多场直接耦合难题——COMSOL Multiphysics助您登上科学的巅峰COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件。
广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。
模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场双向直接耦合分析能力实现了高度精确的数值仿真。
COMSOL公司于1986 年在瑞典成立，目前已在全球多个国家和地区成立分公司及办事机构。
COMSOL Multiphysics起源于MATLAB的Toolbox，最初命名为Toolbox 1.0。
后来改名为Femlab 1.0（FEM为有限元，LAB是取自于Matlab），这个名字也一直沿用到Femlab 3.1。
从2003年3.2a版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。
COMSOL Multiphysics以其独特的软件设计理念，成功地实现了任意多物理场、直接、双向实时耦合，在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。
在全球各著名高校，COMSOL Multiphysic已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具，在全球500强企业中，COMSOL Multiphysic被视作提升核心竞争力，增强创新能力，加速研发的重要工具。
2006年 COMSOL Multiphysics再次被NASA技术杂志选为"本年度最佳上榜产品"， NASA技术杂志主编点评到，"当选为 NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品。
"COMSOL Multiphysics显著特点求解多场问题 = 求解方程组，用户只需选择或者自定义不同专业的偏微分方程进行任意组合便可轻松实现多物理场的直接耦合分析。
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COMSOL Multiphysics在岩土工程中的应用摘要：目前,COMSOL Multiphysics作为全球第一款真正的多物理场耦合分析软件，由于其具有多场问题全耦合分析的强大功能，能够帮助科研人员得到更精确地模拟结果,被广泛适用于岩土工程研究的各个领域。
本文就COMSOL Multiphysics在岩土工程中采矿工程中的岩土工程问题、氯盐对混凝土耐久性影响的问题、基桩动测问题方面的应用作出相应简单的介绍。
阐述COMSOL Multiphysics软件在该领域的强大功能和适用性，说明COMSOL Multiphysics 在岩土工程中的应用。
1.多物理场耦合数值模拟软件系统(COMSOL Multiphysics)的介绍
多物理场耦合数值模拟软件系统(COMSOL Multiphysics)是一个专业有限元数值分析软件包,是专为描述和模拟各种物理现象而开发的基于偏微分方程的多物理场模型仿真计算的有限元分析软件包。
COMSOL Multiphysics软件系统包括结构力学、化学、电磁学、地球科学、微机电、声学等模块。
在使用COMSOL Multiphysics软件的过程中,用户可以自己建立普通的偏微分方程形式,也可以使用COMSOLMultiphysics提供的特定的物理应用模型。
这些特定的物理应用模型包括预先设定好的模块和在一些特殊应用领域内已经通过微分方程和变量建立起来的用户界面。
通过COMSOL Multiphysics的多物理场功能,用户可以选择不同的模块,同时模拟任意物理场组合进行耦合分析。
为了便于比较, 在COMSOL Multiphysics结构力学模块中,用户可以完全利用COMSOL Multiphysics中无限制多物理场和基于偏微分方程的表达式进行分析,因此可以随意地将结构力学分析与其它物理现象如电磁场、流场和热传导等耦合起来进行分析。
SOL Multiphysics在采矿工程中的岩土工程问题中的应用
伴随采矿工程中的岩土工程问题常常是复杂的多物理场耦合问题，其基本问题是岩体或土体的稳定、变形和渗流问题、煤层甲烷运移问题。
在矿山工程中复杂的物理过程可能是变形、水渗流、煤层甲烷运移以及温度场等多物理场的耦合问题。
而COMSOL Multiphysics在计算多场耦合方面是全球最优秀最有实力的分析工具。
SOL Multiphysics在研究氯盐对混凝土耐久性影响的问题的应用
我国海域辽阔,海岸线很长,大规模的基本建设集中于沿海地区,沿海地区混凝土结构耐久性损伤的最主要原因是混凝土中的钢筋锈蚀,而氯离子的侵蚀是引起钢筋锈蚀的直接原因。
广大北方地区冬季都要向公路路桥、城市街道等撒盐,以保证交通畅达与公共安全，目前我国使用的“融雪剂”中,氯盐仍然是主要成分,不论是自然环境还是人为环境,我国面临的氯盐对混凝土耐久性影响的问题是十分严峻的。
COMSOLMultiphysics是对基于偏微分方程的多物理场模型进行建模和模拟计算的交互式开发环境系统扩散模块是COMSOL中的子模块,可以进行稳态和瞬态两种情况的数值分析。
(啥意思？？)
(1)在除冰盐及近海和海洋环境中,Cl-侵入到混凝土内部是一个极为复杂的过程,当考虑到混凝土氯离子扩散系数以及表面氯离子浓度两者随时间变化这一因素时,从Fick第二扩散定律中便很难直接得到关于Cl-扩散过程的解析解。
通过有限元软件对氯离子扩散过程进行数值模拟分析是一种可行的方法,其中COMSOL有限元中的“扩散”子模块便是数值分析方法之一。
(2)从混凝土试件氯盐侵蚀试验结果的COMSOL数值模拟中可以看出,有限元数值模拟的结果与试验结果十分接近,模拟的精度很高,误差较小,验证了用COMSOL进行Cl-扩散行为分析的可能性,是一种行之有效的扩散分析手段。
(3)借助有限元的数值分析手段,可以同时考虑氯离子扩散系数随时间减小的情况以及混凝土表面氯离子浓度随时间增加的过程,更符合实际情况。
通过对比分析,可以看出是否考虑扩散系数的时间依赖指数m对Cl-扩散浓度分布结果影响很大,考虑时间效应因素的混凝土Cl-扩散速度逐渐减慢,说明对m值的大小选取十分重要。
SOL Multiphysics在研究基桩动测问题中的应用
在大量的工程实践中，由于基底溶洞的存在、软土地层的易挤性以及施工过程中的机器操作不当等可导致部分工程桩出现明显的倾斜现象，致使桩的竖向承载能力及水平抗剪能力大大降低，给建筑物留下严重的安全隐患。
因此有效而又快捷的桩身倾斜测试方法，成为现在工程中迫需解决的一大难题。
基于应力波传播理论，将斜桩应力波分解为纵波和弯曲波的叠加，并使用有限元分析软件COMSOL Multiphysics对其进行仿真分析，研究了三维斜桩桩顶各
质点振动速度可分解为纵波和弯曲波的适用范围。
通过改变弯曲波桩底边界条件和桩顶激励脉冲，探讨了弯曲波在桩身中的传播规律。
在此基础上改变斜桩桩身和桩周土条件，系统地分析了斜桩桩顶不同接收点以及不同接收方向的信号特征与桩身倾斜度的关系，为基桩倾斜检测提出了两种新思路，并由此提出了符合工程实际的桩身倾斜度测试方案。
此外，探讨了部分倾斜桩的倾斜方向和转折点位置以及偏心敲击对斜桩桩身信号的影响，并以工程实例验证了数值仿真规律的可靠性。
基桩动测问题的理论基础一维应力波理论只有在锤径桩径比、波长桩径比、桩长桩径比足够大时才能近似成立，否则该问题实际上为应力波在柱体中传播的三维问题。
基于应力波理论，考虑计算精度和效能，借助新型有限元分析系统COMSOL Multiphysics对基桩动测过程进行一维和三维动态仿真，对比分析两种模型计算结果异同，沿桩顶径向三维效应主要表现为不同部位速度响应不同且信号发生振荡，入射波存在延时，反射波到时也存在差别。
结合野外实验较系统地研究这些三维效应随锤桩比、波长桩径比、长径比的变化规律，给出三维效应的动测规避方式。
结束语：在岩土工程领域，应用COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析软件，已有许多用户做出了深入的研究案例。
比如煤岩体瓦斯、水渗流耦合过程数值模型及其在矿山工程中的应用、COMSOL在岩石损伤过程的应用、基于COMSOL Multiphysic的煤层甲烷拟稳态吸附-运移数值模拟、煤层处置CO2的二元气-固耦合数值模拟、矿井岩体破坏突水机制及非线性渗流模型初探等等，众多的应用案例证明COMSOL Multiphysics软件在该领域的强大功能。