COMSOL Multiphysics 5.1版本给我们带来哪些新期待？

最新版的 COMSOL 5.1软件中包含 20 个演示 App 应用程序、许多新的特征，以及对现有产品功能的极大提升。这里将向您介绍下载 5.1 版本后能获得哪些新功能。

COMSOL Desktop：一站式创建模型与 App 应用程序

利用 COMSOL Multiphysics 仿真软件，您可以轻松创建模型并将其转换为 App，方便自身使用，或将其分发给同事、客户、学生或教职员工。准备好在您的整个组织中推广仿真的威力了吗？

作为所在领域的专家，我想您肯定已经准备好了；从此，您将能把时间与精力花在您最擅长的领域，让别人来负责对设计的简单调整。App 开发器使您可以轻松根据模型用途将其转换为带有定制用户界面（UI）的简单 App。例如，您可以创建一个 App 来显示当您更改天线几何时，它的辐射特征和孔径交叉极化比将如何改变。

仿真 App 示例：波纹状圆形喇叭天线仿真器

创建 App 用户界面时，您将拥有无数可能。我们提供了一些称作编辑器的工具，支持您加入动画、表格，以及生成报告来详细说明结果。您也可以对 App 进行配置，让它在仿真结束后自动向您发送提醒邮件，并附上仿真报告作为邮件附件。如果您觉得有帮助，还可以加入相应文档来进一步解释这一应用。基本上，您可以自行决定要在 App 中加入哪些内容。

为了帮助您更好地开始，我们在 COMSOL Multiphysics 5.1 版本中收录了 20 个演示 App，基本涵盖了产品库的所有模块。我建议您从这些演示中获取灵感，但不要让它们限制您的想象力。现在是时候开始创新了。下面是 App 库收录的我最喜欢的一些仿真 App （点击图片查看大图）：

（左）表面等离子体线光栅分析器 App：您可以输入几何参数、材料和波属性，以观察它对表面等离子体线光栅性能的影响。（右）散热器 App：您可以更改散热器的设计，了解它对冷却能力的影响。

（左）LED 设计器 app：您可以通过滑块更改材料成分，进而改变 LED 的颜色，这有助于找出最佳颜色的设计规格。（右）病人血液特征 App：分析红细胞分离情况，以确定样本是否纯净到能用于进一步分析。

利用 COMSOL Server，您现在可以在多台计算机上运行 App。几个用户可以同时在不同的计算机上运行卫星服务器，这样就不会影响到 COMSOL Server 所安装计算机的速度。此外，您在 COMSOL Server 上运行的 App 也可以直接保存在服务器上，这样您无需下载即可随时返回到保存 App 时的状态。浏览 App 库时，有 3 种不同的显示方式可供选择：格点、详细信息和列表视图。

COMSOL Server App 库的详细信息视图

如果您希望浏览我们之前提到的任何一个演示，或其他任何 COMSOL Multiphysics App 或模型，但没有用于创建它们的模块许可证文件，现在也无需担心。升级软件之后，不论拥有哪些产品的许可证文件，您都能打开所有的模型和 App。您甚至可以对它们进行后处理，或是修改或移除其中用到的、但您尚未获许可证文件的特征，然后重新运行仿真。

COMSOL 5.1 版本进行了诸多更新，限于篇幅，我这里无法一一罗列。您可以点击 COMSOL 5.1 发布亮点页面，查看 COMSOL Desktop、COMSOL Server 和 App 开发器中的所有更新。下面让我们来看下几何、网格剖分和可视化等部分的更新。

核心功能的改进

针对参数化模型，您将能找到一个全新的即用型参数化几何组件库，即几何零件。在以下每个附加产品中，我们都新增了零件库：

微流体模块
二维和三维通道
搅拌器模块
三维水槽和桨叶
射线光学模块
二维和三维透镜、镜子和棱镜
结构力学模块
二维梁截面和三维螺栓

搅拌器模块零件库中的翼形桨，以及您可调整的适用于您设计和仿真的不同桨叶参数

利用这些零件，您可以从一个参数化的预制几何开始建立 App 和模型，并能对其进行编辑使之适合所需的尺寸，这将帮您大幅减少所需的时间。使用预建零件的另一大优势是，它们中包含了预定义的选择，因此很容易集成到其他设计中，例如力学接触面和螺栓预应力。如您希望的话，还可以在我们已收录的零件库之外，再创建自己的零件库。

网格剖分功能的更新包括 STL 网格导入的重大更新，其中采用了一个新的自动算法支持您轻松创建 COMSOL Multiphysics 几何，以及生成简单的用户定制 COMSOL Multiphysics 网格。

当您更新软件后，将能够计算和可视化网格之外会随空间变化的场和表达式（在 5.1 之前的版本中您可以计算，但无法绘图) 。这将对模拟电磁波或声波远场非常有用。

附加产品更新

COMSOL Multiphysics 5.1 版本对产品库的功能和特征进行了更新。虽然我这里无法涉及全部的更新项，但希望能和您分享其中的一些亮点。

电气

针对所有的光学设计工程师，我们收录了一个新的材料库，其中包含 1,400 种光学材料。您能够在波动光学模块和射线光学模块访问所有这些材料。库中包含无机、有机、玻璃和其他各种材料。玻璃包括用于制作透镜的材料、半导体材料等等。

AC/DC 模块的多匝线圈特征得到了更新，新增了对变截面线圈的线圈几何分析功能。现在您将可以在一个步骤中求解所有线圈。此外，频域下三维多匝线圈的电压计算变得更加精确，您无需再调整线圈电导率。

多匝线圈

RF 模块新增了 14 个用于天线仿真的教程模型和演示 App（上文曾提到其中的两个）。如果您希望在模型中加入表面粗糙度，现在可以通过Sawtooth 或 Snowball 模型来实现。

我们还在粒子追踪模块中新增了几个用于模拟各种相互作用的多物理场接口，例如带电粒子-场的相互作用、磁性粒子-场的相互作用，以及流体-粒子的相互作用。

力学

您将能够利用传热模块模拟 Marangoni 对流，可用于模拟利用激光或电子束进行的焊接、晶体生长和金属融化。传热模块新增代数湍流模型、多孔域中的非等温流，以及局部热非平衡多物理场接口等等。

激光束加热表面，并引起了可通过 Marangoni 效应描述的热流

现在，新增的多物理场耦合使我们能够模拟结构浸润膨胀（更适合的叫法应为浸润膨胀）。计算了基于材料传递的接口中的湿度浓度之后，您可利用多物理场耦合将其与浸润膨胀应变进行耦合。

更新后的声学模块中包含了大量预定义的阻抗边界条件；另外新增了三个多孔声学模型：Wood、Williams EDFM 和 Delany-Bazley-Miki。您还可以通过模拟射线声学来计算渐变介质和含衰减流体模型中的强度。

流体

我们还对多孔介质流的模拟工具进行了一些更新。例如，COMSOL Multiphysics 首次实现了湍流和多孔介质流的耦合；新增了用于模拟无限元域的特征，以及两相 Darcy 定律的毛细压力。

新增 Euler-Euler 模型，湍流接口，支持模拟湍流分散两相流。您可以用它来模拟分散相中的粒子，例如空气中的灰尘。

使用 Euler-Euler 模型，湍流接口模拟气泡柱

在 5.1 版本中，您将能够使用分子流模块的自由分子流动接口来模拟多种物质。管道流模块现在加入了 Y 型头、n 通和 T 型头的压降项。

化工

我们看到电动汽车电池正有从锂离子电池转变为新型锂空气电池的趋势。为了帮助电池设计师们跟上这一潮流，我们在 5.1 版本中新建了锂空气电池教程模型。

多尺度三维填充床反应器教程进行了更新，新增了一个置于入口处的开孔板，并支持真实的二阶可逆动力学；还考虑到了反应器启动时的瞬态行为。

当利用反应工程 和化学接口模拟高浓度气体混合物时，您现在可以使用一个新的气体混合物粘度关联式。在浓物质传递接口，您现在可以访问一个使用了诺森扩散传递机理的尘气模型。