کافه مک
در حال خواندن
آشنایی با غول محاسبات مهندسی، نرم افزار کامسول(Comsol Multyphysics)
2

آشنایی با غول محاسبات مهندسی، نرم افزار کامسول(Comsol Multyphysics)

توسط دکتر فرهاد صادق۹ آبان, ۱۳۹۵

کامسول، نرم افزاری تحلیلی است که به حل معادلات اساسی حاکم بر یک مسئله با استفاده از روش المان محدود(Finite Element Method, FEM) می پردازد. روش المان محدود یکی از روش های حل عددی است که در آن معادلات دیفرانسیلی حاکم بر مسئله با استفاده از روش های عددی که عمدتا روش گالرکین می باشد گسسته سازی شده و سپس به حل آن پرداخته می شود.

لوگوی نرم افزار کامسول

لوگوی نرم افزار کامسول

کامسول اصولا با حل معادلات سرو کار دارد، بنابراین هر نوع فیزیکی را می توان در این نرم افزار تحلیل نمود. این نرم افزار قادر است تا در حوزه های مختلف علم به محققین کمک نماید. تحلیل میدان های الکتریکی، تحلیل سازه های جامداتی از قبیل تحلیل استاتیکی، دینامیکی، خزش، خستگی، دینامیک و ارتعاشات بخشی ازتوانایی های این نرم افزار در حوزه مکانیک طراحی کاربردی است. در حوزه مکانیک سیالات می توان به توانایی این نرم افزار در تحلیل انواع جریان های آرام و آشفته، جریان در توربوماشین ها، جریان های دوفازی، انتقال گرما در سیال یا جامد و نیز انتقال گرمای کوپل شده اشاره کرد. نرم افزارهای تحلیلی متنوعی در حوزه علوم مهندسی وجود دارند که از جمله آنها می توان به Ansys ،Fluent، Abaqus ، CFX و انواع نرم افزارهای دیگر اشاره کرد. هر کدام از این نرم افزارها در یک حوزه خاص از توانایی های ویژه ای برخوردارند اما چیزی که کامسول را از نرم افزارهای دیگر متمایز می کند، توانایی آن در کوپل کردن فیزیک های مختلف می باشد. به عنوان مثال فرض کنید اثرات جریان هوا بر پره های هلی کوپتر و تغییر شکل آن را در نظر بگیرید. این موضوع در حوزه FSI(Fluid Structure Interaction) قرار می گیرد که در آن معادلات حاکم بر میدان جریان سیال و نیز معادلات حاکم بر جسم جامد یعنی پره هلی کوپتر باید همزمان تحلیل شود. از طرفی چون تغییر شکل مطرح است شبکه بندی باید مدام تغییر یابد تا متناسب با هندسه تغییر شکل یافته باشد. تحلیل این موضوع در نرم افزار Fluent یا Ansys با پیچیدگی های زیادی همراه است اما این موضوع به راحتی قابل تحلیل در کامسول می باشد.

تحلیل پره هلی کوپتر در نرم افزار کامسول

تحلیل پره هلی کوپتر در نرم افزار کامسول

ویژگی دیگری که کامسول را از دیگر نرم افزار ها مجزا می کند، امکانات گرافیکی ویژه این نرم افزار است. شما به راحتی می توانید در فضای نرم افزار به طراحی هندسه مورد نظر خود بپردازید. از طرف دیگر در هر لحظه که لازم شد، می توانید به راحتی در هندسه مورد نظر تغییرات انجام داده و به آسانی دوباره به تحلیل هندسه تغییر یافته بپردازید. ویژگی دیگر گرافیکی این نرم افزار قابلیت دریافت هندسه از نرم افزارهای طراحی ازقبیل Solidworks ، Catia ، Invertor ، Pro engineer و دیگر نرم افزار های مهندسی است که شکل های سه بعدی پیچیده پس از طراحی را می توان به کامسول Import نمود و تحلیل نمود. به عنوان مثال تحلیل افت فشار و انتقال گرما در یک مبدل گرمایی پوسته-لوله با پیچیدگی های بسیار زیادی همراه است ولی این کار در کامسول به راحتی انجام می گیرد.

تحلیل مبدل گرمایی پوسته-لوله در فضای کامسول

تحلیل مبدل گرمایی پوسته-لوله در فضای کامسول

از ویژگی های منحصر به فرد دیگر کامسول، قابلیت کوپل شدن آن با نرم افزار Matlab است که شما به راحتی می توانید در فضای Matlab برنامه نویسی کرده و با کامسول کوپل کرده و پس از حل معادلات نتایج را به راحتی مشاهده کنید. این امر دست شما را باز می گذارد تا هر تغییری که در نوع  معادلات، شرایط مرزی، نوع مش بندی و نوع فرآیند حل و همگرایی لازم می دایند اعمال کنید

در زیر به طبقه بندی کلی ماژول های موجود در کامسول می پردازیم که عبارتند از:

–          تحلیل جریان های الکتریکی اعم از جریان های  ACو  DC

–          تحلیل سیالات و انتقال گرما

–          تحلیل واکنش های شیمیایی

–          بررسی دینامیکی و استاتیکی سازه های مکانیکی

–          سیستم های میکرو الکترومکانیک

–          تحلیل PDE ها

–          تحلیل جریان های آکوستیک، پلاسما، الکترومغناصیس، اپتیک و ..

–          بیومکانیک

تحلیل آکوستیکی در یک اسپیکر

تحلیل آکوستیکی در یک اسپیکر

پس از بیان اجمالی در زمینه اهمیت این نرم افزار قدرتمند، از آنجایی که آموزشی مدون و اصولی در زمینه این نرم افزار وجود ندارد به آموزش این نرم افزار در سایت مکاسیس خواهیم پرداخت. امید است که برنامه های آموزش مکاسیس برای عزیزان مفید واقع گردد.

واکنش شما چیست؟
I like it
79%
interested
11%
Hate it
5%
What
5%
درباره نویسنده
دکتر فرهاد صادق
هیئت علمی دانشگاه محقق اردبیلی

پاسخ بدهید