COMSOL Multiphysics^® 6.0 发布亮点

优化模块更新

COMSOL Multiphysics^® 6.0 版本为“优化模块”的用户引入了用于设置简单形状变化的变换 特征，改进了用于最小二乘目标分析的参数估计功能，改进了对瞬态优化的支持，还引入了更易于使用的优化特征。请阅读以下内容，进一步了解这些特征。

形状优化

对于形状优化，新版本引入了一个新的变换 特征，可供您快速设置简单的形状变化。该特征支持平移、缩放和旋转，以及定制坐标系。形状变化的简单性保证了可以构建优化结果的 CAD 表示。您可以在现有的用于信号滤波的光子晶体的优化和用于多路分解的光子晶体的优化模型中，以及名为波导虹膜带通滤波器的优化 - 变换版本的新模型中查看这一新特征的应用演示。

旋转二维电磁线圈的磁通密度。

参数估计

新版本采用一套新的工具和界面简化了参数估计模型的设置。新增的全局最小二乘目标 特征可通过组件 节点使用。与旧特征（仍可通过优化 界面使用）相比，此特征具有改进的用户界面。此外，还引入了新的参数估计 研究步骤，而旧的参数估计 研究步骤已重命名为曲线拟合。通过这个新的研究步骤，您可以在研究步骤中直接设置最小二乘目标，而无需添加一般优化 接口，它也可以与最小二乘目标特征一起使用。多个教学案例利用了新的参数估计功能，包括（但不限于）阻抗管参数估计和数据生成、Mooney–Rivlin 曲线拟合、腐蚀动力学参数估计和锂离子电池阻抗建模模型。

“阻抗管参数估计和数据生成”演示如何使用新的 参数估计研究步骤，根据阻抗管测量值估计多孔介质声学参数。

瞬态优化

随着求解器设置的改进，运行瞬态灵敏度分析更加稳健。通过使用固定时步和/或新的手动求解器设置使用与正演问题相同的时步来求解瞬态伴随问题，可以获得额外的稳定性。另外，通过新增的控制函数 特征，用户可以控制随时间变化的变量。变元可以是时间，如棒材加热的最优控制模型中所示，也可以是任意选择的，如矩形扬声器喇叭的形状优化 - 三维模型中所示则用于形状优化。具有瞬态流动的 Tesla 微阀的优化模型也利用了瞬态优化的改进。

“棒材加热的最优控制”模型演示如何使用 控制函数特征尽可能快地达到一定温度。本例中，该特征与时间一起用作变元。

采用新界面的优化特征

除了新增和更新的功能外，访问“优化模块”用户界面的方法也发生了变化。位于定义 节点下的优化特征已提升为与物理场接口处于同一级别。此更改使优化特征更易于访问，在模型树中也更显眼。

新增和更新的教学案例

COMSOL Multiphysics^® 6.0 版本的“优化模块”引入了许多新增和更新的教学案例。

扬声器定心支片优化

图中以旋转方式绘制形状优化后的定心支片中的应力。优化从平面设计开始，并引入褶皱以最小化定心支片的非线性。

“案例库”标题：
loudspeaker_spider_optimization
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线圈形状优化

变换特征用于优化某些矩形的径向位置，这些矩形用于模拟电磁线圈的横截面，目标是在结构中心实现均匀的场，同时最小化轴端的场。

“案例库”标题：
coil_shape_optimization
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波导虹膜带通滤波器的优化 - 变换版本

一些矩形的尺寸和位置针对射频滤波器进行了优化，其目的是移动和缩放一些缩略几何形状，以获得良好的带外抑制以及良好的带通响应。

“案例库”标题：
waveguide_iris_filter_optimization_transformation
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无人机拓扑优化

无人机模型演示通过迭代求解器进行的三维拓扑优化，目标是在移除 87.5% 的材料的同时，尽可能保持两种载荷工况下的刚度。

“案例库”标题：
drone_topology_optimization
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Petzval 透镜优化

本教学案例演示如何设置多元素物镜。该图显示视场角为 6°的三个波长的点列图，但优化版本中也考虑了 0°和 9°视场角的情况。

“案例库”标题：
petzval_lens_optimization
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区域供热网络的拓扑优化

图中绘制了具有两个热源的矩形用户布局的最佳管网设计，最大限度地降低了建立和运行网络的成本，同时确保所有住户都不会挨冻。

“案例库”标题：
district_heating_optimization
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板式换热器的形状优化

本模型演示如何将内置形状优化功能用于板式换热器，其中对分离板的形状进行了优化，以提高压力驱动流的传热速率。

“案例库”标题：
plate_heater_exchanger_optimization
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具有瞬态流动的 Tesla 微阀的优化

本模型演示特斯拉阀瞬态流动的拓扑优化。流动具有正弦振荡，并通过体适配网格验证设计。图中显示五次振荡的粒子追踪，其中每条线的颜色表示时间。

“案例库”标题：
tesla_microvalve_transient_optimization
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层流换热器的拓扑优化

本模型演示层流换热器的拓扑优化。其目标是使压力驱动流的传热速率最大化，因此优化可以在两种流体之间的水力阻力和热耦合之间找到平衡。

“案例库”标题：
heat_exchanger_2d_topology_optimization
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棒材加热的最优控制

本模型演示加热问题的最优控制。其目的是通过改变输入功率，尽可能快地达到一定的温度。图中显示的是伯恩斯坦多项式，但也可以使用亥姆霍兹滤波器对控制进行正则化，从而得到类似的结果。

“案例库”标题：
optimal_heating_control
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矩形扬声器喇叭的形状优化 - 三维

本模型演示如何使用 控制函数和 变换特征，通过新的外场优化函数进行形状优化。首先对喇叭的轴上性能进行优化，然后允许扬声器旋转，从而提高良好的离轴性能。

“案例库”标题：
rectangular_horn_shape_optimization
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热水器的形状优化

本模型演示微波热水器形状优化的 变换特征。目标是通过改变管的尺寸和位置以及一些导热壁的长度和位置，最大限度地提高管中水的加热效率。

“案例库”标题：
water_heater_optimization
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