COMSOL Multiphysics^®6.2 发布亮点

AC/DC 模块更新

COMSOL Multiphysics^®为“AC/DC 模块”的用户引入了新的磁力机械，旋转，时间周期接口，为模拟电动机和发电机带来了强大的耦合功能，同时还添加了多个特征用于轻松定义包含运动液体、气体和固体对象的模型。请阅读以下内容，进一步了解这些更新。

新增快速电机求解器

对于非线性时间周期问题，现在可以直接使用新的磁力机械，旋转，时间周期接口来求解稳态条件，这是通过在时间维度上引入周期性并使用稳态求解器一次求解所有时间框架来实现的，从而可以节省大量的计算时间。相较于另一种方法，即运行瞬态问题直至达到周期性稳定状态，这一新方法更加高效。此外，该方法还能够直接访问频域内容（高阶谐波），可用于高级多物理场环境，典型用例包括电机和变压器研究。在这些场景中，层压损耗和电磁力与传热、结构力学和压力声学相耦合，特别适用于参数化扫描和优化研究。您可以在永磁电机坎贝尔图和永磁电机效率图教学案例中查看这一新接口的应用演示。

单导体线圈和多匝线圈支持周期性

对于线圈和一般导体（绞合导体或实心导体），现在支持真正的三维周期性。用于磁场、磁场和电场以及旋转机械，磁接口中的线圈域的几何分析子特征现在包含与周期性条件特征结合使用的周期性边界子特征，这一改进在处理具有扇区对称形式的电机模型时尤为实用，如电机系列教程所示。

新增电动机和发电机的多物理场接口与多物理场耦合

新的旋转机械中的磁-弹性相互作用多物理场接口使用磁力，旋转机械多物理场耦合将固体力学与旋转机械，磁接口相结合，在域级别连接结构与电磁物理场，其中将麦克斯韦应力引起的载荷施加在可变形的旋转结构上。需要注意的是，这个多物理场接口需要“结构力学模块”。

旋转机械中的磁-刚体相互作用多物理场接口通过相同的磁力，旋转机械多物理场耦合将多体动力学与旋转机械，磁接口相结合。这种多物理场耦合可以计算由气隙力引起的变形和应力在定子和转子中的分布情况，其应用包括带有不平衡转子的磁轴承和电机等。请注意，这个多物理场接口需要“多体动力学模块”。

除上述特征以外，新版本还对一些现有的机电耦合进行了组合和重新设计，以简化工作流程。您可以在内置式永磁电机的电磁和机械分析以及永磁电机的磁-结构相互作用教学案例中查看这些新功能的应用演示。

Restructured Magnetomechanics Multiphysics Couplings

TheMagnetic Forces,Lorentz Coupling, andMagnetomechanical Forcesmultiphysics couplings have been deprecated and replaced by a single multiphysics coupling calledMagnetomechanics. The coupling can be used to combine theSolid Mechanicsinterface with either theMagnetic FieldsorMagnetic Fields, No Currentsinterface. If it is used to couple aSolid Mechanicsinterface with aMagnetic Fields, No Currentsinterface, the coupling becomes equivalent to the formerMagnetic Forcescoupling. If it is used to couple aSolid Mechanicsinterface with aMagnetic Fieldsinterface, a check box enables the user to choose between options that are equivalent to the formerLorentz CouplingandMagnetomechanical Forcescouplings. The newMagnetomechanicsmultiphysics coupling requires the MEMS Module, Structural Mechanics Module, or Acoustics Module.

“磁场”接口的固体和液体处理功能得到改进

借助磁场接口中现有的和新的固体中的安培定律和流体中的安培定律特征，用户现在能够更加轻松地使用移动材料来构建模型。这些特征提供了更加用户友好的实现方式，有助于确保液体、气体和真空以及固体对象都能够使用适当的参考坐标系。除此之外，这些特征还使用户能够更直观地设置多物理场耦合，例如，流体中的安培定律特征允许与磁流体动力学或等离子体物理场进行耦合，而固体中的安培定律特征则允许进行磁力耦合。您可以在哈特曼边界层和E 磁芯变压器教学案例中查看这些新特征的应用演示。

“磁场”接口的“自由空间”特征

磁场接口中添加了新的默认特征自由空间，用于指定靠近所建模设备的物理环境 - 通常在空气或真空中。该特征为用户提供了一个起点，可以在其基础上添加其他特征（例如固体中的安培定律或流体特征），以便局部指定材料属性和激励形式。自由空间特征带有内置的稳定性选项。这可以添加一个人工电导率项，使得自由空间中的集肤深度比典型工作频率下的建模设备大一个数量级；假设导致如此大集肤深度的小电导率对结果的保真度几乎没有影响，但它的存在提高了求解器的可靠性和速度。此外，新版本还提供用户定义的选项，可用于手动调整稳定性。您可以在海底电缆 8 - 电感效应三维模型和不对称导体板上的多匝线圈教学案例中查看这一新功能的应用演示。

多匝线圈域支持利兹线

均匀多匝导线线圈的线属性栏已得到扩展，现在支持利兹线建模常用的多个选项，包括用于指定单位长度的（交流）电阻（取自用户定义的分析模型、测量结果或供应商提供的规格表）的选项，以及用于指定总有效电阻的选项。这些选项可以简化在非理想条件下工作的绞合导体（例如，具有内部接触电阻的分割导体以及在更高频率下工作的利兹线（和线圈））的建模工作流程。

“周期对”特征已扩展至二维轴对称

磁场接口现在支持周期对特征，用于在二维轴对称（以前仅支持平面二维）模型中模拟线性磁力机械，这使得对旋转对称（管状）机械进行二维建模成为可能。“周期对”特征可以将滑移网格两侧的物理场有机地联系在一起，其中在运动方向上具有周期性。“周期对”的典型用例是直线电机二维模型模型。

增强对迭代求解器和 CAD 装配的支持

对于电流、磁场，无电流和旋转机械，磁接口中的连续性和扇区对称对特征，您可以为标量势自由度使用一种新的约束选项，名为Nitsche 约束。这些约束不需要共形网格，也不需要拉格朗日乘子，因此大大简化了网格划分序列，同时支持更广泛的求解器选项。

端接终端的电压激励

静电、电流和磁场和电场接口中的终端特征配备了端接选项，使用户能够将终端连接到能够表示负载或传输线的阻抗上。端接选项现已扩展为支持电压激励，适用于模拟各种高频压电 MEMS 器件。

电流的德拜色散模型

电流接口中引入了色散偏振模型，旨在有效描述弱导电介质中的瞬态效应。当电流守恒节点下的材料类型设为固体时，现在可以使用色散介电材料模型。在色散子节点中，您可以选择德拜或多极德拜色散模型。这些模型不仅适用于生物电磁学和组织建模的电磁 (EM) 加热模型，还可用于频域和瞬态分析。

“壳”接口中的“压电材料，多层”特征

与先前版本中的多层壳接口提供的压电材料特征类似，壳接口中添加了压电材料，多层特征。在使用壳接口求解薄压电复合材料时，这一新功能可以节省组装和计算时间。请注意，此特征需要“结构力学模块”。

导电壳和压阻壳的悬浮电位

壳内电流和多层壳中的电流接口的导电壳和压阻壳特征中添加了新的悬浮电位子特征，用于模拟处于悬浮电位的金属电极。请注意，压阻壳特征需要“MEMS 模块”。

“磁场和电场”接口的背景场特征

磁场和电场接口中添加了新的背景磁通密度特征，为用户提供了一种便捷的方法来添加背景场，特别适用于模拟液态金属等场景。您可以在液态金属包层中耦合传热的哈特曼流教学案例中查看这一新特征。

新的和更新的教学案例和几何零件

COMSOL Multiphysics^®6.2 版本的“AC/DC 模块”带来了多个新的和更新的教学案例和几何零件。