COMSOL Multiphysics 5.2a Release Highlights
User-Driven COMSOL® Software Updates Now Available in Version 5.2a
사용자의 피드백을 통해 COMSOL Multiphysics® 와 COMSOL Server™가 가장 필요로 하는 기능들을 추가하여 더욱 향상되었습니다. 모델을 좀 더 빨리 해석하고자 한다던가, 더욱 다양한 결과를 보고 싶다든지, 어플리케이션을 좀 더 신속하게 구성하고 싶다는 의견을 받았고, 이를 반영하였습니다. 여러분의 피드백이 5.2a 출시의 원동력이 되었습니다.
새로 도입된 내용이 무엇일까요? 본 페이지에서 COMSOL® 5.2a 의 주요 내용에 대한 개요를 확인할 수 있습니다. 특정 제품에 관심이 있거나, 주요 업데이트에 대해서 자세히 알고 싶다면, 왼쪽 메뉴에서 확인할 수 있습니다.
소프트웨어 업데이트할 준비가 되었다면, Download Version 5.2a 버튼을 클릭해서 Product Download page로 가세요. 여기에 등록한 라이선스 번호로 COMSOL 접속 계정을 가지고 있다면, 가장 최신 버전을 쉽게 다운받을 수 있습니다. 로그인을 하고, 화면에 보여주는 제품 다운로드 순서를 따르면 됩니다.
General Updates
- 시간 음향 해석에 대한 discontinuous Galerkin(DG) 방법을 기반으로 한 새로운 explicit 솔버가 도입되었습니다.
- 선형 탄성 문제를 분석할 때 메모리 보존 방법을 제공하는 smoothed aggregation algebraic multigrid (AMG) 솔버가 출시되었습니다.
- 큰 문제를 다루는데 domain decomposition 솔버가 최적화되었습니다.
- 요소 품질 최적화를 갖춘 향상된 메싱 기법으로 전체 메시를 더욱 좋게 만들 수 있게 되었습니다.
- LaTeX 포맷을 입력하여 1차원, 2차원, 3차원 결과에서 자세한 주석을 구현할 수 있습니다.
- 데이터를 VTK 파일 포맷(*.vtu)으로 추출 가능합니다.
- 결과를 볼 때 6개의 새로운 컬러 테이블을 선택할 수 있습니다.
- 파라미터, 변수, 식, 입력값, 결과값을 입력할 때 더욱 쉽게 옵션 목록을 채울 수 있도록 자동완성기능이 도입되었습니다.
Application Builder and COMSOL Server™
- 자유로운 COMSOL Server™ 테마로 로그인 화면, 어플리케이션 라이브러리 등에 기관 브랜드를 적용할 수 있습니다. .
- 시뮬레이션을 재시작할 필요 없이, COMSOL Server™를 통해 해석 수행되고 있는 앱에 재접속을 할 수 있습니다.
- 앱이 실행되고 있는 동안에도 인터페이스를 업데이트함으로써 더욱 동적인 앱을 디자인할 수 있습니다.
- Video와 Hyperlink 폼 객체를 통해서 앱에 비디오를 내장하거나 직접 웹페이지에 연결할 수 있게 되었습니다.
- COMSOL Server™ 내의 고급 사용자 규칙으로 관리자가 결정할 수 있는 것처럼, 몇몇 그룹과 사용자를 관리할 수 있게 되었습니다.
- 앱 디자인을 더욱 풍성하게 할 수 있도록 새롭고 업데이트된 예제 앱들이 있습니다.
Electrical
- 변압기의 코어 부분이나 다른 강자성 장치를 더 상세하게 모델링 할 수 있는 새로운 자기 벡터 히스테리시스 매질 모델을 사용할 수 있습니다.
- 쉘 부분에서 자기포화모델을 구현하기 위해 Magnetic shielding기능이 향상되었습니다.
- RF와 마이크로웨이브 해석에서 2포트 네트워크 시스템을 사용할 수 있습니다.
- 많은 주파수 대역에 대한 빠른 해석을 위해 주파수 해석기능이 향상되었습니다.
- 비선형 주파수 혼합 모델에 대한 해석을 Polarization 도메인 조건을 이용하여 손쉽게 구현할 수 있습니다.
- Ray Optics모듈을 이용하여 렌즈시스템의 광궤적 해석 시, 외부영역에 대한 해석기능이 향상되었습니다.
- 새로운 Optical Aberration plot은 단색 수차를 측정하고 평가하여 Zernike 다항식을 이용하여 출력합니다.
Structural Mechanics
- 두 구조체를 접착 시키거나 분리 시킬 수 있는 Adhesion과 Decohesion의 새로운 기능이 추가 되었습니다.
- 구속 조건에서 열 효과와 같은 다양한 형태로 나타나는 열팽창 정보의 입력이 가능 하게 되었습니다.
- 선형 비선형 센서, 액츄에이터, 트렌스듀서의 자기왜곡에 대한 모델링이 가능한 새로운 Magnetostriction 인터페이스가 제공 됩니다.
- 더 빠르고 적은 메모리를 사용하는 Serendipity 요소 타입이 추가 되었습니다.
- 새로운 4개의 등방성과 2개의 동적경화 모델이 소성 재료 모델에 추가 되었습니다.
- 소성 해석 시 등방성 및 동적 경화 모델을 혼합해서 사용하는 기능이 추가 되었습니다.
- 초탄성 재료의 팽창과 같은 점탄성 재료의 대변형 해석 기능이 추가 되었습니다.
- 자동차와 전동 변속기에 적용 가능한 5가지 기어와 4가지 연결체를 포함한 기어 해석 기능이 추가 되었습니다.
- 재료 내부 파괴 및 피로를 고려한 Dang-Van 모델이 추가 되었습니다.
Heat Transfer
- 열전달 해석에서 주변조건에 적용할 수 있는 새로운 기상데이터베이스가 생성되었습니다.
- 빌딩 구성요소에 영향을 끼치는 건조와 결로현상을 모델링하는데 사용되는 열과 수분이동을 위한 새로운 멀티피직스 인터페이스가 생겼습니다.
- surface-to-surface 복사 모델에 대칭구조를 이용하여 간단하고 빠르게 시뮬레이션할 수 있습니다.
- Heat transfer 모듈의 얇은 박막구조 부분에 대한 업데이트로 인해 얇은 필름이나 얇은 틈 구조에서의 열전달을 모델링 할 수 있습니다.
Acoustics
- 시간영역에서의 음향에 대한 새로운 외연적분법(explicit method)은 여러분이 배경흐름(background flow)을 포함하여 보다 사실적인 초음파 모델링을 가능토록 합니다.
- 흡음영역 특성은 반사(reflecting)특성 없이 무한대로 시간 의존 음향이 방사되는 특성의 해석을 가능토록 합니다.
- 방사출력(Directivity plot)은 스피커 혹은 다른 전자음향 트랜스듀서 해석을 위해 추가되었습니다.
- 여러분은 Ray Acoustics 인터페이스의 요소비생성 광음향(meshless ray acoustics) 기능으로 더 이상 형상 도메인 또는 요소(메시)를 생성할 필요가 없습니다.
Fluid
- 모델에 중력과 부력의 효과를 체크박스를 클릭해서 쉽게 적용할 수 있습니다.
- 사용자는 팬 기능에 대한 입구유동 방향으로 회전유동을 정의할 수 있습니다.
- Poroelasticity 인터페이스는 이제 Multiphysics 노드에서 Solid Mechanics와 Darcy’s Law 인터페이스를 연결합니다.
- 다공성매질 흐름에 대한 새로운 Flownet 플롯 유형은 한 플롯에 유선과 등고선을 결합합니다.
- 항력(drag force)을 적용할 때 입자의 난류분산을 포함하는 새로운 옵션이 있습니다.
Chemical
- Reacting Flow 인터페이스는 Multiphysics 연동 항목으로 Laminar flow와 Transport of Concentrated Speices 인터페이스를 연결할 수 있습니다.
- Reactive Pellet Bed 기능을 사용할 때 입자 내부에 표면 화학 반응을 모델링 할 수 있습니다.
- External Short 경계 조건은 배터리 해석에서 단락을 모델링 하도록 지원합니다.
- 새로운 Single Particle Battery 인터페이스를 사용하여 더 쉽게 다양한 종류의 배터리들을 모델링 할 수 있습니다.
Multipurpose and Interfacing
- LiveLink™ for SOLIDWORKS®의 새로운 앱 예제는, SOLIDWORKS®의 인터페이스로 자전거 프레임의 형상을 직접 수정하여 다양한 구성에 대하여 해석하는 예제 입니다.
- CAD파일 불러오기 및 내보내기 기능은 몇 가지 파일 형식에 대하여 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다.
- External Short 경계 조건은 배터리 해석에서 단락을 모델링 하도록 지원합니다.
- AutoCAD에서 정의한 물성 그룹 목록을 LiveLink™ for AutoCAD®를 이용하여 COMSOL Multiphysics® 로 자동으로 불러올 수 있습니다.
- LiveLink™ 인터페이스를 사용하게 되면, Setting 윈도우는 링크된 모델을 더 잘 나타내기 위하여 파일 명과 CAD 프로그램 파일의 상태를 나타냅니다.
- LiveLink™ for MATLAB® 에 다양한 wrapper 함수들 – mphplot, mphevaluate, mphglobalmatrix, mphstate and mphmatrix, mphnavigator, mphshowerrors – 이 업데이트 되었습니다.
Performance Improvements in COMSOL® Version 5.2a Update 2
COMSOL 5.2a 버전, 5.2a 업데이트 1, 그리고 5.2a 업데이트 2 는 5.1 버전 및 이전 버전들과 비교해서 상당한 기능 개선을 제공합니다. 이러한 기능 개선은 수천 개의 도메인, 경계, 모서리, 그리고 포인트를 포함하는 모델을 처리함과 관련하여 가장 주목할만합니다. 아래의 표는 가장 중요한 기능 개선사항과 대형 모델 처리에 대해 추정된 속도향상을 보여줍니다.
기능 | 속도향상 |
도메인, 경계, 모서리 그리고 포인트의 선택 | 10x |
가상 형상 작업 (면 감추기) | 10x |
스윕 메시 | 10x |
OpenGL 표현 | 10x |
CAD 불러오기 | 5x |
.mph 파일 불러오기/저장하기 | 2-10x |
New Product in COMSOL® Version 5.2a Update 2: The Rotordynamics Module
진동을 고려한 회전체를 설계함에 있어서, 회전 기기의 측방향(lateral) 및 비틀림 진동을 분석하기 위해 Structural Mechanics Module을 확장하여 Rotordynamics Module의 사용이 가능합니다. 신규 모듈을 이용하여 평가한 설계 매개변수(design parameters)로는 임계속도(critical speed), 궤적(whirl), 고유진동수, 안정성의 한계(stability threshold) 및 질량 불평형에 기인한 로터의 과도응답 특성이 있습니다. 회전거동이 로터 자체에 응력을 야기시킬 수 있을 뿐만 아니라, 회전 기기의 다른 구성부품에 부가 하중 및 진동 전달을 야기할 수 있습니다.
Rotordynamics Module을 통해, 사용자는 디스크(disks), 베어링(bearings), 지지구조물(foundations)을 포함한 정지 및 동작 중인 로터 부품의 영향을 고려할 수 있습니다. 또한 소프트웨어 환경 하에서 Campbell diagrams, modal orbits, harmonic orbits, waterfall plots 및 whirl plots과 같은 결과물을 손쉽게 직접 후처리 과정에서 도출이 가능합니다.
New Functionality in COMSOL® Version 5.2a Update 2
Support for macOS™ Sierra
Update 2는 현재 macOS™ Sierra (version 10.12)에 대해서도 지원하고 있습니다.
Waterfall Plot
Waterfall plot은 매개변수 계산시에 두개의 파라미터에 대한 결과를 한 표에서 보고자 할 때 사용합니다. 예를 들어 Rotordynamics Module에서는 이 표가 로터의 속도와 고유진동수에 따른 변위를 표시 할 때 사용됩니다.
Whirl Plot
Whirl plot은 beam요소를 사용한 로터가 회전 축을 중심으로 회전하는 상황에서 모달 형상을 표현하는데 사용됩니다. 이 표를 사용하려면 Rotordynamics Module가 있어야 합니다.
Cluster and Batch Computing Preferences
클러스터 연산, 클러스터 스윕, 배치와 배치 스윕 해석 단계들은 환경설정 창으로부터 낮은 수준의 설정들을 조절할 수 있는 새로운 옵션을 가집니다. 이 기능은 사용자 조정과 사용자 설정 조정 사이에 사용자가 선택할 수 있는 새로운 클러스터 계산과 원격 계산 설정을 이용할 수 있습니다.
Stop Time for Batch Jobs
OS 시스템 명령어 창으로부터 배치 작업을 수행할 때, 사용자는 주어진 시간 이후에 작업을 자동적으로 중단할 수 있습니다. 이 기능은 몇 초 이내에 중단 시간 값을 지정해 줄 수 있는 새로운 명령어 라인 설정, stoptime으로 사용할 수 있습니다.
Mass Transport in Fractures
Chemical Reaction Engineering Module에서 새로운 균열 기능은 경계에 따른 다공성 매질에서 전달현상을 해석하는데 사용될 수 있습니다. 새로운 기능은 Transport of Diluted Species 인터페이스에 추가하여 사용할 수 있습니다.
New Time to Frequency FFT Study for Heat Transfer
새로운 Time to Frequency FFT 스터디 타입이 모든 열전달 인터페이스에서 적용 가능합니다. 이것은 FFT(fast Fourier transform)로 시간 도메인 해를 주파수 도메인 해로 변화하고자 할 때 사용합니다.
Solar Irradiance for Ambient Settings
태양 복사에서 새로운 무한 거리(Infinite distance) 옵션을 외부 방사선 소스에 대한 대기 설정에서 사용할 수 있습니다.
Stability Improvements in COMSOL® Version 5.2a Update 2
COMSOL® 소프트웨어 모든 제품군의 안전성이 향상되었습니다. 다음 내용은 업데이트 2에서 가장 중요한 안전성 향상 내용을 내포하고 있습니다.
COMSOL Multiphysics®
- 역 FFT 솔버가 메모리를 더욱 보존하도록 향상되었습니다.
- 데이터가 정렬 그리드(structured grid) 포맷으로 저장되는 경우 보간 함수 불러오기가 더욱 빨라졌으며, 메모리를 효율적으로 사용하며, 강력해졌습니다. 데이터가 정렬 혹은 비정렬형태인지 불러오기 기능이 자동으로 감지합니다. 만일 데이터가 비정렬인 경우, 기존에 사용하였던 Delaunay 삼각분할을 근간으로 한 알고리즘이 우선적으로 사용됩니다. 이 기능은 보간 함수를 스프레드 시트 형식으로 저장합니다.
- Discontinuous Galerkin법을 사용하는 time explicit 솔버는 singular mass matrix가 감지될 때 더 나은 에러 처리를 제공합니다.
- -data와 –configuration 커맨드 라인 옵션이 Linux®의 COMSOL Multiphysics®에서 올바르게 작동합니다.
- 플로팅 네트워크 라이선스(FNLs)에서 COMSOL Multiphysics 프로세스가 종료될 때, 모든 소프트웨어 라이선스가 등록되도록 라이선스 매니지먼트 툴이 업그레이드 되었습니다.
AC/DC Module
- 다중 암페어 법칙 기능에 인접하는 경계를 가지는 모델에서, 이제 lumped ports가 정확하게 동작합니다.
Acoustics Module
- 주파수 대역에서, ISO 기준의 주파수 입력 방법이 Range 대화상자에서 사용가능하며, Acoustics Module을 사용하거나 Model Builder 툴바에서 Advanced Study Options을 선택하면 이용할 수 있습니다.
- Ray Acoustics 인터페이스에서, 움직이는 유체 또는 글로벌 좌표 시스템과 관련하여 초기 ray 방향을 지정할 수 있습니다.
- linearized Euler 인터페이스에서 물성 데이터를 입력하기 위한 평균 몰 질량 옵션이 제대로 동작 합니다. Convected Wave Equation, Time Explicit 지배식에서 Absorbing Layers는 사용자 정의 구조 유형을 지원합니다.
- Ray Acoustics 인터페이스는 이전 버전에 비하여 성능이 향상되었습니다.
- Ray Acoustics의 비-SI 형상 단위의 처리는 더욱 강력해 졌습니다.
CAD Import Module
- 서버가 리눅스(Linux®) 또는 맥 OS ™에서 실행되는 경우 AutoCAD®, CATIA® V5, Inventor® 및 SOLIDWORKS® 파일은 클라이언트-서버모드에서 작업 됩니다.
- 어셈블리를 Parasolid® 형식으로 내보내기가 올바르게 작동합니다.
CFD Module
- 2차원에서의 Interior Fan 기능이 면외(out-of-plane) 두께에 대한 부여가 가능해졌습니다.
- 비등온 유동을 커플링하거나 중력이 활성화될 때 Brinkman equation을 사용한 모델의 수치적 안정성이 향상되었습니다`.
- 다상유동 커플링에서 중력이 정의될 때 안정성 정의가 수정되었습니다.
- Gravity 노드 이후에 추가된 도메인에서 중력변수 관련해서 발생하던 덮어쓰기 문제가 수정되었습니다
- Thin-Film Flow, Shell 인터페이스로부터의 속도장은 다른 피직스 인터페이스와 기능의 Model Inputs, 예를 들어 Heat Transfer in Fluid 인터페이스에 있는 Thin Film기능과 같은 곳에서 불러 올 수 있습니다.
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Chemical Reaction Engineering Module
- Maxwell-Stefan 확산 모델은 이제 초기 질량 분율을 0으로 설정 가능합니다.
Heat Transfer Module
- 온도 경계조건이 모델에 존재하지 않는 경우에 대하여 난류 유동과 고체 도메인의 경계면에서 wall fucntion에 대한 정의가 보정되었습니다.
- 증기 저항 계수의 재료 물성치가 mu_vrf 로 이름이 변경되었습니다.
- 복사를 고려하는 모델에서, 복사 표면에 대해 정의되지 않은 복사 그룹이 사용될 때 에러 메시지가 표현됩니다. 손쉽게 어떤 부분에서의 경계가 설정되지 않았는지를 찾을 수 있도록 이제 에러메시지는 이러한 모든 경계를 나열해 줍니다.
LiveLink™ for Excel®
- 파라메터가 단 하나의 셀에서만 활성화 될 때, Update all을 누를 경우, 파라메터가 올바르게 업데이트 됩니다.
- Connect to Server 대화 상자는 서버의 이름 및 포트 번호를 기억합니다.
LiveLink™ for MATLAB®
- mphplot wrapper function은 이제 Whirl 및 Waterfall 플롯을 지원합니다.
- Mphplot을 사용할 때, 플롯은 figure window 뿐만 아니라 UI 판넬 내에서 호스팅될 수 있습니다. ‘parent’라는 기능을 이용해서 플롯을 호스팅할 위치를 설정할 수 있습니다.
- 보간 파일을 지정할 때 상대 경로이름의 사용을 방지하는 버그가 수정되었습니다.
Molecular Flow Module
- 결과 처리기간 동안 fmf.Qtot 변수가 이제 올바른 값을 제공합니다.
Particle Tracing Module
- Particle Beam 기능에 대한 기능 속성 오류 메시지가 좀 더 상세해졌습니다.
- 전기적 또는 자기적 힘을 시간 고조파에서 사용할 때 위상을 위한 별도의 변수를 사용할 수 있습니다
- Model Wizard의 Fluid Flow>Particle Tracing에서 누락되어 있던 설명이 추가되었습니다.
- 이전 버전과 비교해서 입자 추적성능이 향상되었습니다.
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Plasma Module
- 평형상수를 적용할 때, 반응에 대한 역 반응이 제대로 계산됩니다.
- 플라즈마 지배식에서 “Clear”와 “Clear & Load”버튼을 사용할 수 있습니다.
Ray Optics Module
- 광학 수차 플롯에서 “모든” Zernike 다항식을 포함하기 위한 옵션에 Tilt와 Piston 항목이 추가되었습니다.
- 다른 광 방출 기능과 마찬가지로 Release from Edge와 Release from Point기능은 형상 밖에서 광을 발생시킬 수 있습니다.
- 광선이 높은 흡수계수를 가진 면에 빠르게 자주 반사되었을 때, 광선 파워량이 Not-a-Number(NaN)이 되는 것을 수정하였습니다.
- Geometrical Optics지배식의 성능이 이전버전대비 향상되었습니다.
- Geometrical Optics지배식에서 SI단위가 아닌 단위로 형상을 그렸을 때 발생하는 문제를 수정하였습니다.
RF Module
- Electromagnetic Waves, Time Explicit지배식의 “Absorbing Layers”기능에서 user-defined옵션을 사용할 수 있습니다.
Structural Mechanics Module
- Shell 설정에서 점이나 경계에 스프링 계수를 적용 할 때 나타난 오류가 수정되었습니다. 이 오류는 지역 좌표계를 사용 할 때 발생 되었습니다. Magnetostriction과 Lorenz Force를 동시에 사용하기 위한 설정에서 점이나 경계에 스프링을 설정할 때 발생하던 문제가 수정 되었습니다.
Wave Optics Module
- Electromagnetic Waves, Time Explicit지배식의 “Absorbing Layers”기능에서 user-defined옵션을 사용할 수 있습니다.
Update Details for Update 1 (included in Update 2)
COMSOL® 소프트웨어 모든 제품군의 안전성이 향상되었습니다. 다음 내용은 업데이트 1에서 가장 중요한 안전성 향상 내용을 내포하고 있습니다.
COMSOL Multiphysics®
- COMSOL Multiphysics®가 일부 Windows® 10 컴퓨터에서 실행할 경우 “파이프가 닫히고 있습니다”라는 에러가 로그 파일에 참조되면서 실행되지 않았던 문제를 수정하였습니다.
- 특정 응용 프로그램별 다운로드로 인해 여러 응용 프로그램을 포함한 업데이트가 중단되는 현상이 더 이상 일어나지 않습니다.
- 독립된 COMSOL Documentation application의 실행 시간이 현저하게 감소되었습니다.
- 특정 3차원 형상 구성에서, 종종 메시 생성이 되지 않던 현상이 수정되었습니다.
- 플로팅 네트워크 라이선스(FNLs)의 경우, 이제 Mac에서 COMSOL Desktop®에서의 클러스터 작업을 설정하는 것이 가능합니다. 단지 이전버전처럼 실제 클러스터 계산은 지원되는 Windows® 나 Linux® 클러스터에서 진행됩니다.
- 2차원 형상의 특정 상황에서 잘못된 메시를 생성하는 문제가 수정되었습니다. 이 현상은 메쉬 시각화 과정에서의 갭(gap)이 생긴다거나 경계층 메시를 생성하는데 문제가 발생한 것입니다.
- 사면체 메쉬 알고리즘이 더욱 강력해졌습니다.
- 사면체 메쉬의 성능이 향상되었습니다.
Application Builder
- 복수 표현 식을 포함하는 Derived values가 Application Builder의 New Form 마법사 또는 Editor Tools에서 추가 될 때 첫 번째 표현 식의 설명 및 단위를 올바르게 표시합니다.
- Ctrl+/ 는 Method Editor에서 자동 완성을 위한 바로 가기로 추가되었습니다. 이것은 아시아 사용자를 주 목표로 한 것이고, Ctrl + Space 는 종종 Windows®의 아시아 버전에서 IME (Input Method Editors)를 변경하는데 사용되기 때문에 추가되었습니다. 기술적으로, 키보드 단축키는 Ctrl + OEM2이며, 이 키는 키보드의 영역에 따라 달라집니다. 중국어, 일본어, 한국어 키보드는, “/”에 매핑합니다.
AC/DC Module
- 평균 토크 변수는 이제 도메인 변수 보다는 전역 변수로 정의 됩니다.
Acoustics Module
- 화살표를 위한 Scale factors는 ray acoustic에 대한 ray trajectory 플롯의 애니메이션에 올바르게 작동합니다.
CFD Module
- 오일러-오일러 모델 인터페이스의 식 디스플레이가 수정되었습니다
Heat Transfer Module
- Wall function이 없는 얇은 열적 두께 근사치를 갖춘 얇은 경계면에서의 k- epsilion과 k-omega 난류 모델의 하단 방향 온도가 올바르게 수정되었습니다.
- 특정 구성에서 K-epsilon과 k-omega 난류 모델에서의 유체/고체 인터페이스에서의 온도 경계조건의 구현이 올바르게 수정되었습니다.
- 다공성 매질 내에서의 유체 흐름과 관련된 열적 비평형이 비 등온 유동과 호환됩니다.
- HAM(heat and moisture)모델링에서 증기 저항 인자가 mu에서 mu_vrf로 이름이 변경되었습니다.
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LiveLink™ for AutoCAD®
- AutoCAD 2017 Service Pack 1에서 LiveLink 애드인을 추가할 수 있습니다.
LiveLink™ for Excel®
- 원격 서버와의 통신이 끊어진 이후 Open을 클릭하면 로컬 서버로 연결되는 현상이 더 이상 실패하지 않습니다.
LiveLink™ for PTC® Creo® Parametric™
- 어셈블리 서브 구성요소는 억제 하위 구성요소만 포함 되어 있어 더 이상 동기화를 실패하지 않습니다.
LiveLink™ for SOLIDWORKS®
- COMSOL Parameter Selection창이 SOLIDWORKS®에 열려있는 동안 Equations 폴더를 클릭하여 동기화 전역 변수를 선택하는 것이 가능합니다.
MEMS Module
- Quartz RH 1978에 대한 d와 e coupling matrices에 사용하던 기호 규약이 수정되었습니다.
Microfluidics Module
- Slip Flow 인터페이스의 기본 솔버는 이제 직접 솔버(PARDISO)로 설정됩니다.
Particle Tracing Module
- Poincaré Map 및 Phase Portrait 플롯은 plot group 하위메뉴에서 선택할 수 있습니다.
- 궤적플롯의 에니메이션 동안 arrow에 대한 스케일 인자가 정확히 적용됩니다.
Plasma Module
- Plasma지배식에서 종속변수가 변경될 때, 지배식들을 연결하는 Electron Heat Source multiphysics노드가 제공됩니다.
- Boundary Heat Source multiphysics노드를 함께 사용한 Equilibrium discharge지배식들 중 하나를 사용한 모델을 열 때, 오류가 나타나지 않습니다.
Ray Optics Module
- 유전체 필름에 의해서 일어나는 위상지연에 대한 수식 입력 시, 오류가 발생하는 것이 수정되었습니다.
- 광선 추적 플롯을 동영상 기능을 이용하여 출력 시 화살표(Arrow)에 대한 스케일 인자가 정상적으로 적용됩니다.
Application Builder Updates
Application Builder 사용자를 위해서, COMSOL Multiphysics® 5.2a는 앱을 시행한 후에도 앱의 사용자 인터페이스를 수정할 수 있는 Application Object 방식을 새로 탑재하였습니다. 외부 웹사이트에 연동할 수 있는, 그리고 앱 내부로 직접 비디오를 포함할 수 있는 두 가지 폼(form) 객체가 새로 나왔습니다. Application Builder 업데이트에 대한 자세한 내용은 아래를 살펴 보시기 바랍니다.
New Built-In Methods for Modifying the Application Builder User Interface
앱을 만들 때, 인터페이스 레이아웃을 디자인하기 위해 Application Builder의 내장된 툴인 폼 편집기(Form Editor)를 사용하였습니다. 이제는 앱이 실행된 후에도 내장된 Application Object 메써드(method)를 사용하여 인터페이스를 수정할 수 있습니다. 이전 버전과 비교하여 이번에 업데이트된 기능은 컬러, 텍스트, 아이콘, 폰트, 활성 상태와 같은 인터페이스의 다양한 외관을 동적으로 변경시킬 수 있습니다. 게다가, 이러한 업데이트들은 해당 메써드를 종료할 때가 아닌 즉각적으로 실현됩니다. 이에 따라 Update Graphics 명령어인 updateGraphics 내장 함수는 제거되었습니다.
Record Code 툴은 폼 편집기에서 어플리케이션을 만든 상호수정에 해당하는 코드를 추출합니다. 새로운 기능으로 코드를 손쉽게 재빨리 만들 수 있게 되었습니다.
Autocompletion for Application Objects
메써드에서 어플리케이션 객체를 편집할 때, 메써드 편집기(Method Editor)에서 작업하는 동안 Ctrl+Space 키를 누르면 코드가 자동으로 완성되는 기능을 이용할 수 있습니다.
Shortcuts to User Interface Components
(메뉴, 리본, 툴바 등) 폼 객체를 쉽게 참조하기 위해서 특정 이름으로 단축명칭을 생성할 수 있습니다. 이러한 단축명칭은 다른 폼 객체와 Application Object 메써드의 단축 경로 등에 사용할 수 있습니다. 예를 들어, form1/button1와 같은 경로 구문을 사용하여 폼 객체를 참조하는 대신에, 단축명칭 plot_temp 을 생성하고, form1/button1을 사용한 모든 곳에 대신 사용할 수 있습니다.
New and Improved Form Objects
외부 웹사이트와의 연결에 사용할 수 있는 Hyperlink와 앱에 비디오를 내장할 수 있는 Video라는 새로운 폼 객체가 도입됩니다.
추가적으로, 현재 지원하고 있는 다수의 폼 객체 기능이 향상되었습니다. 일례로, Zoom Extents 폼 객체를 통해 그래픽 객체 범위 내에서 전체 모델을 볼 수 있도록 자동적으로 지원하는 기능이 들어왔습니다. 또한, 확장 기능을 설정하는 grow 를 통해 열의 크기를 조절할 수 있는 테이블을 생성할 수 있습니다. On data change 이벤트를 통해 배열 입력 객체의 컨텐츠가 변할 때 해당 객체에 대한 이벤트를 만들 수 있습니다.
Unit Sets
Unit Set 선언으로 어플레케이션에서 입력값과 결과값에 사용한 단위를 쉽게 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 다수의 사용자 정의 단위 그룹을 추가하기 위해 Unit Set 선언을 만들고, 그 다음 서로 다른 그룹을 선택하기 위한 Combo Box 또는 Radio Button을 추가합니다. 어플리케이션이 예를 들어, SI단위와 야드파운드법(imperial units)을 활용하고자 할 때 이 기능은 중요합니다.
Selection Events
Event 노드가 Explicit selection 기능을 지원합니다. selection이 변할 때 마다 특정 명령어 또는 메써드가 실행되도록 할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자가 그래픽 객체에서 경계를 선택하면, 이벤트가 작동합니다. 사용자가 이 방법으로 경계 조건에서 사용하는 selection으로부터 경계를 추가하거나 제거하면, 어플리케이션은 최종 selection을 분석하고, 필요하다면 추가 정보를 대화상자로 보여 줍니다.
Configurable About Dialog
어플리케이션 인터페이스에서 About Dialog 에 특정 텍스트를 입력할 수 있습니다. 예를 들어, 어플리케이션 만든 이, 법률 면책 조항, 라이선스 정보에 대한 정보를 About Dialog 에다가 입력할 수 있습니다. 링크의 위치를 구성할 수 있고, Automatic, Menu bar, Toolbar, Lower-right corner 옵션 중에서 선택할 수 있습니다. About Dialog 섹션은 Main Window 노드에 있는 설정 창에서 허용됩니다.
COMSOL Server™ Updates
COMSOL Server™ 사용자를 위해, COMSOL Multiphysics® 5.2a는 자체적인 컬러 체계, 이미지, 로고 등 자신만의 웹 인터페이스를 완전히 독자적으로 만들 수 있는 기능을 제공합니다. 또한, 특정 사용자의 허가를 쉽게 지정할 수 있는 파워 유저 정책이 도입되었습니다. 더 자세한 내용은 아래를 살펴 보시기 바랍니다.
Create Themes for the COMSOL Server™ Web Interface
관리자는 Administration에 있는 Appearance 섹션을 통해 COMSOL Server™ 웹 인터페이스의 시각적 테마를 변경할 수 있습니다. COMSOL Server™ 웹 인터페이스를 브랜드화하기 위해 알맞은 HTML 코드를 추가하고, 컬러, 로고, 로그인 화면 컨텐츠를 원하는 대로 바꿀 수 있습니다.
Improved Administrator User Interface
새롭게 수행된 효과적인 Monitor 섹션 인터페이스 안에서 시스템 정보 패널과 섹션 패널이 정보를 효과적으로 한 눈에 볼 수 있도록 독립적으로 활성화 여부를 정할 수 있습니다.
Improved Reconnection Capabilities
네트워크 연결이 끊어지면 어플리케이션에 재접속하는 것이 쉬워집니다. 추가로, 어플리케이션이 작동하고 있거나 계산 수행중인 중에도 재접속을 할 수 있습니다.
New Power User Permission Role
COMSOL Server™ 업데이트 버전에서는 새로운 허가 규칙을 제공하는데, 바로 사용자와 관리자 중간인 고급 사용자에 대한 것입니다. 간단히 말하면, 고급 사용자는 그룹과 맴버들을 조절할 수 있는 사용자입니다. 해당 그룹들은 관리자가 선택하거나, 고급 사용자가 만든 그룹입니다. 고급 사용자는 Monitor, User Database, Preferences 섹션을 볼 수 있습니다. 또한, 만든 그룹에서 사용자를 조절할 수 있고, 사용자가 돌리고 있는 앱을 차단할 수 있습니다.
Role | Add and Remove Users | Upload Applications | Run Applications |
관리자 | 가능 | 가능 | 가능 |
고급사용자 | 가능 | 가능 | 가능 |
사용자 | 불가능 | 가능 | 가능 |
게스트 | 불가능 | 불가능 | 가능 |
*고급 사용자가 사용자와 그륩을 만들고 삭제할 수 있는 Global Preference 환경이 있습니다. 고급 사용자는 직접 중재하고 있는 그룹의 멤버만 제거할 수 있습니다.
Configure the Number of Prelaunched Application Processes
관리자는 어플리케이션을 실행하는데 사용된 어플리케이션 프로세스들을 미리 수행할 수 있도록 개별적으로 설정할 수 있습니다. 이 기능은 이용도가 빈번할 것으로 예상되는 것에 COMSOL Server™ 를 설치하려는 의도가 숨어 있습니다. 기본 값은 하나입니다.
COMSOL Desktop® Updates
COMSOL Desktop®, COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a는 사용자에게 간소화된 모델링 작업을 위한 새롭고 직관적인 기능들을 추가하였습니다. 다양한 영역에서 사용 가능한 자동 텍스트 완성 기능, 클라이언트 서버모드에서 자동 재접속 기능 그리고 파일을 좀 더 빠르게 저장하는 기능이 추가 되었습니다. COMSOL Desktop® 의 자세한 업데이트 내용은 아래에서 확인할 수 있습니다.
Extended Autocomplete
변수, 파라미터 등의 텍스트를 입력하는 영역에서 Ctrl+Space 버튼을 사용하면 자동완성 기능을 사용할 수 있습니다. 이전 버전에서는 후처리 부분에서 텍스트를 입력할 때 사용가능 하였지만, 새로운 버전에서는 물리 설정, 변수, 파라미터, 수식, 후처리 표에서도 사용 가능하게 되었습니다.
Automatic Reconnect for COMSOL Multiphysics® Client-Server Connections
클라이언트 서버 모드에서 COMSOL Multiphysics® 를 사용 중에 네트워크 접속이 종료 되었다가 다시 접속되었을 경우에 자동적으로 재접속이 진행 되는 기능이 추가 되었습니다.
Faster Save for MPH-Files
Preferences 창에서 새로운 Optimize for Speed 옵션을 통한 신속한 MPH 파일의 저장 기능이 추가 되었습니다. 이 옵션에서 선택 가능한 메뉴 중 Speed 옵션은 원래 파일 보다 약간 큰 용량의 파일로 저장하는 기능 입니다. Optimize for file size 옵션은 저장 속도는 약간 느리지만 작은 용량의 파일로 저장 하게 기능입니다.
Multiphysics Window for Manually Combining Physics Interfaces
이전 버전에서는 물리식간의 연동을 위해 사용자가 각 물리 인터페이스에서 직접 구성해 주어야 했습니다. 예를 들면, Electromagnetic Heat Source(Joule heating)와 관련한 다중 물리 현상을 구현하기 위해서 Electric Currents에 대한 설정과 해석을 완료하고 Heat Transfer in Solids를 추가하여 설정을 진행하여야 했습니다. 이 버전에서는 Multiphysics 노드에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 Electromagnetic Heat Source 다중 물리연동을 추가하는 방법으로 물리 식간의 연동이 가능 하게 되었습니다.
이러한 유연성을 위해 새로운 방법이 버전 5.2a에 추가되었습니다. 모델에 적합한 물리 인터페이스를 추가 하고자 한다면, COMSOL Desktop® 의 리본 탭에서 Add Multiphysics 버튼을 클릭하고 각 물리 현상간의 연계를 위해 새로이 추가된 Add Multiphysics 창에 나타나는 리스트에서 선택하면 됩니다.
New Units
COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a에는 ppm과 % 단위가 추가 되었습니다. 이 단위는 파라미터나 변수 설정 또는 후처리시 출력 값의 단위로 사용 가능합니다. 이 단위는 %, percent, ppm, partspermillion과 같은 구문으로 사용 할 수 있습니다.
Extended Editing Capabilities for Equation View and Coordinate Systems
내부 변수와 방정식의 정의 상태를 보는 Equation View 기능에 좌표계를 설정하는 내부 변수를 확인 할 수 있게 되었습니다. Equation View기능이 물리 인터페이스 노드에서 다른 설정 없이 바로 확인 가능하도록 변경 되었습니다.
Generalized 3D Interpolation Functions
3D component에서, Definitions 노드 아래 제공 되는 함수를 사용 할 경우에 각 함수 마다 미리 정의된 예시 값들을 확인해 본 이후에 적절한 보간 함수를 정할 수 있습니다. 이는 이전 버전에서도 동일하게 사용 가능 했습니다. 이번 버전 5.2a 에서는 선정된 점들 이외의 지역에서 조금 더 일반화 되고 정확한 값을 계산 할 수 있는 외삽 기능을 지원 합니다. 데이터가 존재하는 안쪽의 포인트들에 대한 보간 결과는 이전 버전과 동일합니다. 이번 버전에 추가된 외삽 기능은 특정 평면의 포인트 값을 지정 할 수 있습니다. 이 포인트 값은 3차원 공간 내부의 이차원 공간 간의 거리를 의미하고 이 거리는 out-of-plane의 적절한 값을 계산하기에 적절한 값 이여야 합니다.
Specific Value Extrapolation
외삽 방법에서 Specific value 설정은 외삽 영역을 나타내는 특정된 값입니다. 먼저 이 고정된 값은 데이터 영역의 근사 값을 데이터 집합 외부에 반환 합니다. 그리고 나서 보간 영역 외부에 값 대신에 외삽 점을 반환하게 됩니다. 보간 영역에 대해서는 예상 가능한 선형 근사 방법을 이용하여 계산을 진행합니다. 만약에 외삽 방식을 기존 방법대로 이용하고자 한다면 Specific value에 NaN을 입력하면 되는데 이 함수 값이 NaN이면 기존의 보간 함수를 사용하게 됩니다.
Seeds for Random Functions
난수함수에서 난수 생성을 위한 인자를 사용할 수 있습니다. 이 기능은 시뮬레이션에서 동일한 분포를 갖는 난수 생성이 필요할 때 사용할 수 있습니다.
Duty Cycle for Waveform Functions
파형에 대한 사용자 정의 함수에서 작동주기를 설정하는 옵션이 추가 되었습니다. 이 설정은 사각과 삼각 파에서 사용 가능 합니다.
Orientation of Surfaces and Edges for Periodic Boundary Conditions
반복된 구조를 해석할 때, 반복되는 경계의 방향을 쉽게 정의 하는 기능이 추가 되었습니다. 이 기능은 Periodic Condition 노드의 설정 창에 새롭게 추가된 Orientation 에서 설정이 가능 합니다. Orientation 설정은 반복 경계가 가능한 물리 인터페이스에서 사용 가능합니다. 반복 경계조건은 Solid Mechanics, Shell, heat transfer, acoustics, electromagnetics, fluid flow, chemical 인터페이스에서 사용 할 수 있습니다. 물리 인터페이스에서 이 기능을 사용하려면 Model Builder 툴바 Show menu의 Advanced Physics Options을 활성화 해야 합니다.
Orientation 설정은 반복 경계 조건을 위한 소스의 경계와 반복이 적용되는 목표 경계를 중간 맵으로 변형시키는 방법을 사용하여 설정 합니다. 이 방법을 적용하면 각 경계의 점들이 서로 연결된 상태가 됩니다.
3차원 쉘 구조에서 반복 조건은 면 보다는 선에 주로 사용됩니다. 이러한 경우에는 자동적으로 방향을 설정하지 못하게 됩니다. 그러나 소스와 목표지점에 사용되는 좌표계에 대한 정보를 설정하면 방향을 결정 할 수 있게 됩니다. 중간 맵 방식에서는 기본 좌표계 즉 전역 좌표계로 설정 되어 있습니다. 따라서 반복 경계 조건을 부여할 선이 전역 좌표계와 평행 하다면 전역 좌표를 사용하면 됩니다. 다른 경우라면 Destination Selection 하위 노드를 사용하여 데스티네이션 의 좌표를 설정해 주어야 합니다.
3차원 고체 구조체를 사용할 경우에는 기본 설정 만으로도 방향 설정이 가능합니다. 하지만, 90도가 뒤틀린 반복 경계 조건이 적용되는 상황에서는 사용자가 반듯이 좌표를 설정해 주어야 합니다.
Geometry and Mesh Updates
COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a에서는 많은 형상과 메시 업데이트를 제공합니다. 예를 들어, 구조화 된 메시로 모델링 하거나 CAD 형상을 단순화 시킬 때 간단하게 면을 나눌 수 있는 새로운 형상 기능이 생겼습니다. 또한 4면체와 6면체 메싱 능력 역시 향상되었습니다. 모든 형상과 메시 업데이트에 대한 내용을 아래에 언급하였습니다.
New Geometry Operation: Partition Faces
Partition Faces라는 새로운 형상 기능은 선택한 면을 가장자리 또는 인접 점을 사용하여 여러 면으로 나누어 줍니다. 예를 들어, 형상의 선택된 모서리의 확장을 통해 3차원 형상의 면을 분할 할 수 있습니다. 이 기능은 특정 면을 자르기 위하여 인접 면의 가장자리를 연장시킵니다.
이 기능은 첨부된 두 예제를 비롯하여 모델링을 할 때 다용도로 사용됩니다. 첫 번째 케이스에서, 면 분할은 비정렬 메시(unstructured mesh)보다 정렬 메시(structured mesh) 가 더 좋지만 대상 면이 정렬 메시를 생성(mapped/swept)하는 것에는 적합하지 않을 때 사용하기 좋습니다.
두 번째 경우에는 복잡한 CAD 형상을 단순하게 하기 위해 면 분할을 사용하여 면의 좁은 영역을 제거할 수 있습니다. 우선, 별도의 분리된 면을 사용한 Partition Faces 동작으로 면의 좁은 부분을 잘라냅니다. 이후, Collapse Faces 기능을 통해 좁은 면을 제거합니다.
Partition Faces 노드는 Geometry 노드 하위의 어떤 위치에도 배정될 수 있습니다. 이 의미는 어셈블리 형상이나 가상(virtual) 형상을 포함하여 어떠한 하위 노드에서도 이미 만들어진 형상을 분할할 수 있다는 뜻입니다.
예제 1: 정렬 메시를 생성하기 위한 면 분할
예제 2: 좁은 면들을 제거하기 위한 면 분할
Utilize Selection from Work Planes in 3D
Plane Geometry 내에 2D 노드에서 생성한 셀렉션(selection)들은 3D에서의 작업면(work plane) 형상 기능에 사용할 수 있게 되었습니다. 예를 들면, 직사각형 형상으로부터의 도메인 셀렉션이 3차원 경계 셀렉션이 됩니다. 만일 작업면 설정에서 Show in phyiscs를 선택하면, 물리현상설정, 물질지정, 메시작업에 활용 가능합니다.
Cursor Coordinates Displayed When Drawing in 2D
이제, 2차원 형상을 그릴 때, 이미 만들어진 원본 크기의 커서(cursor) 좌표가 참고용으로 상태 표시창 하단에 표시됩니다.
Improved Quality of Tetrahedral Meshes.
자유 사면체(Free Tetrahedral) 메시 생성 동작에 더 높은 최소 요소 품질(minimum element quality)을 갖춘 메시 생성을 위해 요소 품질 최적 알고리즘이 적용됩니다. 새로운 알고리즘은 최적화 레벨 (기본(Basic), 중간(Medium), 높음(High))을 선택할 수 있을 뿐만 아니라 너무 큰 요소의 생성을 방지하고, 비선형 형상, 모양, 순서를 사용하는 study를 계산할 때 나타나는 inverted curved element가 나타나는 것을 방지해 줍니다. 추가적으로 사면체 메시 생성 알고리즘은 더욱 강력해지고, 메모리를 효율적으로 사용하게 되었습니다.
Improved Quad Meshing for Specific Geometric Shapes
자유 사각형(Free Quad) 메시 생성 기능이 더욱 효율적이고, 특정형태에서 더 높은 품질을 지닌 메시를 생성 합니다. 이 기능은 2차원 도메인뿐만 아니라, 원형이나, 날카로운 코너와 같은 볼록한 모양을 가진 3차원 평판 형상에서도 잘 동작합니다.
Reverse Explicit Distributions
Distribution 노드에서 explicit distribution 에 Reverse direction 체크박스가 활용화 됩니다. 선택된 선(edge)에 대한 Reverse direction 세팅 값은 자동으로 형상 내의 모든 변형된 선을 자동으로 업데이트합니다. 이제 더 이상 형상을 변화 시킬 때마다 각각의 explicit distribution을 재정의할 필요가 없습니다.
Hide and Measure Features for Imported Meshes and Mesh Control Entities
메시나 형상을 불러와서 mesh control entities 작업을 할 경우, 실체를 숨기는 것이 가능합니다. 나아가, Measure 리본 버튼이나, Measure 설정 창을 통해, mesh control entities의 길이, 넓이, 부피의 측정이 가능합니다.
Import of ASCII STL Files: Multiple Solids
하나의 파일 안에 구성된 solid… endsolid 섹션이 있는 각각의 솔리드 파일을 가진 다중 솔리드 ASCII STL 파일 포멧을 광범위하게 허용합니다. 이러한 파일을 불러올 때 파일 안의 solid… 와 end solid 섹션을 찾아 여러 개의 오브젝트를 import 결과로 불러올 수 있습니다.
Studies and Solvers
COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a는 새롭게 업데이트된 솔버들을 포함하고 있습니다. 시간영역에서의 파동전파에 대한 흡수층 기능을 지원하고 있으며, 스터디에서 멀티피직스 커플링을 활성화 및 비활성화 하는 것에 대한 새로운 Multiphysics 테이블이 추가되었으며, 기타 여러 기능들이 추가되었습니다. 아래 스터디와 솔버에 관한 COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a의 업데이트를 모두 살펴보도록 하겠습니다.
New Smoothed Aggregation Algebraic Multigrid(AMG) Solver
새로운 최신의 algebraic multigrid 솔버(AMG)인 Smoothed aggregation AMG 솔버는 다양한 어플리케이션에 유용할 수 있습니다. 이 새로운 솔버는 이전에 사용하던 고전 AMG 솔버보다 선형탄성에 대한 구조해석과 같이 필드 변수간의 강한 커플링을 가지는 문제에 더 적합합니다. geometrical multigrid (GMG)방법과 비교해서 AMG 방법의 주요 이점은 성긴(coarser) 메시 레벨에 대한 메시 생성이 필요하지 않은 점입니다. 이것은 성긴 메시를 만드는 것이 도전이거나 불가능한 큰 CAD 모델에 대해 이점이 있습니다.
smoothed aggregation AMG 방법은 연결 기준에 근거한 결합에 자유도(DOFs)의 클러스터링 노드에 의해 기능합니다.
각 결합은 다음 멀티그리드(multigrid) 레벨에 새로운 노드가 되고, 알고리즘은 특정 숫자 레벨에 도달하거나 자유도의 수가 충분히 작을 때까지 진행됩니다.
Introduction to COMSOL Multiphysics 매뉴얼은 새로운 Smoothed aggregation AMG 솔버를 사용하는 메시 수렴 분석에 대한 자세한 단계별 지침을 포함하고 있습니다.
Application Library path
Structural_Mechanics_Module/Applications/bike_frame_analyzer_llsw
New Direct Solver for Clusters
클러스터에 대한 새로운 직접 솔버가 추가 되었습니다. Intel® Math Kernel Library 소프트웨어 제품으로부터 Parallel Direct Sparse Solver for Clusters입니다. 클러스터에서 모델을 실행할 때 PARADISO 옵션을 선택하면 이 솔버가 자동으로 선택됩니다. 공유-메모리 계산방식에 대해 사용되었던 PARDISO 솔버가 사용될 수 있습니다. 이전 버전에서는, 클러스터 모델을 실행하는 동안 PARDISO 솔버 옵션을 선택하면, 클러스터에서 다른 직접 솔버의 부족으로 MUMPS 솔버가 대신 선택되었습니다. Parallel Direct Sparse Solver for Clusters 체크박스를 선택하지 않으면 예전 방법으로 되돌릴 수 있습니다.
Upgraded MUMPS Solver
직접 MUMPS 솔버는 업그레이드되었고, OpenMP® API 병렬 처리의 새로운 구현 덕분에 더 나은 성능을 제공합니다.
Optimized Domain Decomposition Solver
Domain Decomposition 솔버는 큰 문제를 다루는 것에 대해 개선되고 최적화되었습니다. 특히 강하게 결합된 다중 물리 현상에 대한 경우, 이전에는 직접솔버가 유일한 선택이었습니다.
- 솔버는 기본적으로 그 도메인 분할에 대한 METIS 알고리즘을 사용합니다.
- 솔버는 최적화된 설정 단계와 클러스터에서 실행할 때 좀 더 효율적으로 통신을 하는 것을 통해서 향상되어왔습니다.
- 이 솔버에 대한 성긴 메시는 algebraic methods (AMG)을 사용하여 설정할 수 있습니다. 매우 성긴 메시가 이용될 수 있기 때문에 바람직하며 메시생성(복잡한 CAD 모델에 대한 성긴 레벨 생성)에 대한 기술을 필요로 하지 않습니다.
Application Library path for an example that uses the Optimized Domain Decomposition Solver:
Acoustics_Module/Tutorials/transfer_impedance_perforate
Nonreflecting Absorbing Layers for Time-Dependent Wave Simulations
시간도메인에서 파동 전파에 대해 nodal discontinuous Galerkin 방법을 사용하는 내장된 지원이 도입되었습니다. 흡수 층은 계산관심 영역의 외부 흡수 층의 특성과 함께 만들어진 추가 하위 도메인에 의해 비반사 경계조건으로 사용됩니다. 흡수 층의 외부 경계에 대해, 로컬 저 반사 경계조건이 사용됩니다. 이러한 기술은 효과적으로 층으로부터 오는 반사를 줄일 수 있습니다. 비반사 경계조건이 필요한 곳에서 산란문제나 혹은 다른 문제를 줄이는 방법으로 일반적으로 사용됩니다.
Application Library paths for examples that use the new discontinuous Galerkin method:
Acoustics_Module/Ultrasound/ultrasound_flow_meter_generic
Acoustics_Module/Tutorials/gaussian_pulse_absorbing_layers
Parametric Sweeps in Batch Mode Using a List of Parameters
이제 사용자 인터페이스들을 정의하지 않고, 입력으로서 파라미터 값의 리스트를 이용하여 스윕을 실행할 수 있습니다. 이 기능은 이전에 오직 파라메트릭 스윕을 통해 COMSOL Desktop®을 사용하여 스윕을 구성하여 사용할 수 있었습니다. 스윕은 각 매개 변수 값에 대해 실행되며, 별도의 파일에 그 결과를 저장합니다. 목록은 파일에서 읽을 수 있습니다.
An example of a batch command with a list of two parameters used as input arguments:
comsolbatch.exe -inputfile feeder_clamp.mph -pname D,d -plist 7,3.75,8,4,9,4.09,10,4.12,11,4.89,12,4.5
An example of same sweep, but instead using a file parameters.csv for specifying the list of parameters:
comsolbatch.exe -inputfile feeder_clamp.mph -paramfile parameters.csv
Specifying Number of Sockets
코어 수를 특정하기 위한 설정에 더하여, COMSOL Multiphysics®는 현재 멀티 소켓 컴퓨터에서 사용되는 소켓의 수를 지정하는 새로운 옵션을 가집니다. 이 설정은 윈도우 환경 설정의 Multicore and Cluster Computing 섹션에서 사용할 수 있습니다.
New Selection for Enabling and Disabling Multiphysics Couplings in a Study
풀려고 하는 물리 인터페이스에 대해 이전 버전에서 활용된 테이블에 추가하여, 새로운 Multiphysics 테이블은 다중물리 연동을 선택적으로 활성화 및 비활성화할 수 있습니다. 이것은 여전히 다중 물리 연동에 대한 선구성된 옵션을 사용하는 동안 쉽게 연속적으로 모델의 복잡성을 추가 할 수 있습니다.
Enable and Disable Infinite Elements and Perfectly Matched Layers from a Study
이제 Study에서 모델 트리에 있는 Definitions 노드에서의 Infinite Element Domain과 PML노드를 활성화하거나 비활성화 할 수 있습니다. 이것은 스터디에서 Modify physics tree 및 변수옵션에서 활성화하는 것을 가능하게 합니다.
Rendering and Visualization Updates
COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a는 후처리를 향상 시키기 위한 6개의 새로운 색상표, 1D 플롯과 LaTex방정식을 위한 새로운 주석 기능, 그리고 모델 데이터를 보는 새로운 방법을 제공하는 테이블 표면 플롯, 렌더링(rendering)과 시뮬레이션 결과를 시각화하기 위한 기능 업데이트 및 다양한 새로운 것들을 포합됩니다. 아래에서 COMSOL Multiphysics® 버전5.2a에 포함된 모든 렌더링 및 시각화 업데이트를 둘러볼 수 있습니다.
Six New Color Tables for Visualization Plots
COMSOL Multiphysics®는 6개의 새로운 색상표의 도입을 포함하여 시각화 기능의 범위를 확대 하였습니다:
- Aurora Australis
- Aurora Borealis
- Heat Camera
- Heat Camera Light
- Jupiter Aurora Borealis
- Twilight
New Directivity Plot for Acoustics
새로운 Directivity 플롯 형식으로 오디오 엔지니어가 주파수와 각도의 함수로서 스피커의 공간적 응답을 묘사 할 수 있습니다. 스피커 등의 전기 음향 변환기의 분석에서 플롯은 중요합니다. 이와 같이 공간적 응답을 나타내는 방식은 스피커 산업에서 일반적이며, 측정된 데이터 또한 자주 동일한 방식으로 표현 됩니다. 모델링 데이터로 최대한의 통찰력을 얻기 위해 플롯에 많은 서식 옵션이 포함되어 있습니다. 주요 서식 기능의 일부는 다음과 같습니다:
- Normalization: 입력 음압 레벨 데이터는 특정 편각(polar angle)이나, 최대값(각 주파수에서)에 대해서 정규화 하거나 정규화 하지 않을 수 있습니다.
- Evaluation: 공간의 어느 위치에서도 평가 원을 정의 할 수 있으며 0도 방향으로 설정하는 기준 방향을 정의할 수 있습니다.
- Coloring and Style: 데이터를 충진된 면이나 선 형식으로 그리고 레이블을 추가 할 수 있습니다. 배치(Layout)에서 주파수 축을 x축이나 y축으로 전환 하는 것 역시 간단합니다.
LaTeX Formatting and Other Improvements to Titles and Annotations
이제 1D 플롯에도 주석을 포함할 수 있습니다. 이 옵션은 COMSOL Multiphysics®의 이전 버전에서 이미 2D와 3D 에서 가능했습니다.
또한, 주석 기능이 확장 되었고 주석에 제목 그리고 주석의 배경색, 프레임, 그리고 LaTex마크업을 포함합니다. 줄 바꿈은 이제 LaTex마크업 옵션과 특수 문자 구문:\\을 사용하여 가능합니다.
예를 들어, 아래 그림에 사용된 주석을 작성 하려면, 문자 표현에 $\sigma_{\textrm{max}}$ = eval(maxop1(solid.mises),MPa) MPa를 사용합니다.
Filled Contour Legends
이제 등위선(Contour) 및 등위면(Isosurface)플롯 형식에 채워진 범례 옵션이 추가 됩니다. 이 기능은 채워진 등위선 플롯에 특히 유용합니다.
Application Library path for an example using the Filled Contour Legends feature:
ACDC_Module/Capacitive_Devices/capacitor_dc
VTK Export
데이터와 플롯 내보내기 기능은 이제 비구조화 VTK파일(.vtu) 내보내기를 지원 합니다. 이 파일 형식은 타사 프로그램이 이 데이터의 시각화를 위해 사용할 수 있게 합니다.
Multiple Expressions in Derived Values
수치적 평가 기능은 이제 한번에 다수의 표현식을 평가 할 수 있습니다. 이것은 더 이상 표현식 하나당 평가기능(Evaluation Feature)을 추가할 필요가 없기 때문에, 보다 복잡한 모델에서 시간을 절약할 수 있습니다.
More Flexible Table Surface Plots
테이블 표면 플롯은 이제 이산, 또는 계산 모양의 플롯을 지원 합니다. 또한, 채워진 테이블(Filled table), 열(Columns), 또는 셀(Cells) 등 세가지 형식 중 하나를 사용하는 파일을 가져와서 테이블 표면 플롯을 만들 수 있습니다. 채워진 테이블 옵션은 이전 버전의 기능에 해당합니다. 새로운 열(Columns)옵션은 열 지향 형식의 데이터를 지원합니다. 예를 들어, 처음 세 열은 x, y, z 좌표이고 온도와 같은 필드 값은 네 번째 열인 x, y, z, T 형식으로 저장된 데이터에 해당하는 파일을 가져왔습니다. 새로운 셀 옵션은 저항, 커패시턴스, 또는 인턱턴스 행렬과 같은 행렬 형식의 이산 데이터를 가져오는데 사용할 수 있습니다.
Material Smoothing
다양한 플롯 형식은, 플롯 해상도, 연속성의 강화, 그리고 파생 복구의 사용을 지정하는 선택을 할 수 있는 Quality 섹션이 있습니다. COMSOL Multiphysics® version 5.2a는 이러한 설정들이 여러 개의 새로운 옵션으로 확장 되었습니다. 이제 평활화(smoothing)를 위해, 다섯 가지 선택이 있습니다:
- None
- Inside material domains
- Inside geometry domains
- Everywhere
- Expression
새로운 Inside material domains옵션은 평활화에 대해 동일한 영역과 동일한 재료로 모든 도메인을 간주 하지만, 재료 인터페이스의 불연속은 유지 합니다. Expression 선택은 주어진 식이 일정하게 적용되는 영역 내에서 평활화를 위해 연결되는 지역에 사용자 정의를 사용할 수 있습니다. 새로운 Smoothing threshold옵션은 평활화에 대하여 동일한 값을 갖는 서로 크게 다르지 않은 값들에 대해서 고려합니다. 인접한 두 지점이 서로 다른 값을 가질 경우, 그 값들의 상태적인 차이가 기껏해야 주어진 임계값인 경우에만 평활화가 수행됩니다.
Material Domain Variable
새로운 변수, material.domain은 사용자 지정 물리 설정뿐만 아니라 결과에 사용되는 표현(Expression)에 사용할 수 있습니다. 이 재질 변수는 동일한 재질 특성을 갖는 영역에 걸쳐 일정한 정수값을 표시하는 변수 입니다. 경계, 가장자리, 그리고 점에서 재질 정의에 대한 변수로 각각 material.boundary, material.edge, 및 material.point, 또한 사용할 수 있습니다. material.entity변수는 모든 개체 수준에서 가능 합니다: 도메인, 경계, 모서리, 그리고 점, 그리고 도메인 수준에서 아래로 낮은 차원의 개체들로 불연속성을 상속합니다.
Use of Parameters for Results
새로운 Parameters는 이제 Results의 하위 노드로 추가 할 수 있습니다. 이러한 새로운 유형의 매개변수는 추가, 편집, 그리고 모델을 다시 계산하진 않고 후처리와 시각화에서 보조변수로 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 결과 파라미터를 기반으로 애니메이션을 만들기 위한 새로운 옵션을 사용하면 슬라이스 플롯의 위치, 등위면 수준, 또는 cut plane data set의 위치에 이러한 파라미터를 사용하는 것이 가능합니다.
Use of Global Expressions for Slice, Arrow, and Cut Plane Positions
이제 광역으로 정의된 표현을 플롯 위치를 지정 하는데 사용할 수 있습니다. 예를 들면, 필드값의 최대 위치에 의해 절단면의 좌표가 결정되도록 할 수 있습니다. 이 기능은 또한 슬라이스의 위치, 화살표, 단면 등에 사용할 수 있습니다.
AC/DC Module Updates
COMSOL Multiphysics® 5.2a버전은 AC/DC모듈 사용자에게 변압기 코어와 모터와 같은 장치의 현실적인 모델링을 위한 Jiles-Atherton 재질 모델, 자기 차폐 경계 조건에 자기 포화 효과를 지원하는 비선형 재질 업데이트, 그리고 코일 기능의 이름과 몇 가지 개선을 제공 합니다. AC/DC 모듈의 전체 업데이트에 대한 자세한 내용은 아래에서 살펴 볼 수 있습니다.
Hysteresis Jiles-Atherton Material Model
Jiles-Atherton 재질 모델은 변압기 코어와 모터와 같은 장치의 현실적인 모델링을 위한 강자성 재질의 중요한 특성인 히스테리시스를 보존 합니다. 이 기능은 Magnetic Fields 물리 인터페이스(자기 벡터 포텐셜), Magnetic Fields, No Currents 물리 인터페이스(스칼라 자기 포텐셜), 그리고 Rotating Machinery, Magnetic인터페이스에서 사용할 수 있습니다. 전체 비등방성(벡터) 히스테리시스 모델링을 지원합니다.
Application Library path for an example showing the use of the Jiles-Atherton material model for hysteresis:
ACDC_Module/Other_Industrial_Applications/vector_hysteresis_modeling
Magnetic Shielding with Saturation Effects
자기 차폐(Magnetic Shielding) 경계조건이 비선형 BH곡선을 이용하는 자기 포화 모델링에 대한 지원으로 개선 되었습니다. 이것은 Magnetic Fields 물리 인터페이스(자기 벡터 포텐셜), Magnetic Fields, No Currents 물리 인터페이스(스칼라 자기 포텐셜), 그리고 Magnetic and Electric Fields 물리 인터페이스(자기 벡터 포텐셜과 전위)에서 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 광전자 증배관 튜브와 같은 민감한 전자 제품의 얇고, 높은 투자율의 차폐를 설계 할 때 중요한 효과입니다. 이러한 차폐는 쉽게 포화되고, 실질적으로 차폐 효율이 떨어집니다.
이미지는 0.95 mT의 균일한 수직 자속밀도의 대상이 되는 구형상의 반지름 0.5m 두께 0.5mm의 니켈 스틸 슈퍼멀로이(supermalloy)의 실드를 나타냅니다. 슬라이스와 화살표로 자속밀도 분포를 나타냅니다. 구의 오른쪽 절반 표면 플롯은(시각화를 위해 제거 및 이동됨) 니켈 스틸 슈퍼멀로이 층 내부의 자속 밀도를 나타냅니다. 구의 왼쪽 절반 표면 플롯은(시각화를 위해 제거 및 이동됨) 100% 포화된(일치) 수평 중간면 근처에서 불포화된(높은 값) 상단 및 하단으로 향하는, 층 내의 포화 레벨을 나타내는 상대 투자율의 차를 보여줍니다.
Merged, Updated, and Enhanced Coil Features
Magnetic Fields 와Magnetic and Electric Fields 물리 인터페이스의 Single-Turn Coil 과 Multi-Turn Coil 기능이 하나의 Coil 기능으로 통합되었습니다. 이 통합은 보다 간소화된 작업흐름 및 더 나은 유연성을 제공 합니다.
- 코일 형상 분석(Coil Geometry Analysis) 전처리 단계에서 이제 단일-도체(이전 버전”Single-Turn”)을 3D 코일을 다룰 수 있으며, 이는 자기 인터페이스에 대한 여자의 원천으로 임의의 형상의 도체를 모델링 하는 것이 가능 하며, single-turn 코일보다 수렴 특성이 좋습니다.
- 코일 형상 분석 기능은 이제 도메인 코일 뿐만 아니라 경계 코일도 지원 합니다.
- 단일-도체 코일의 전압 여기는 시간-종속 (Magnetic Fields인터페이스에서) 해석 할 수 있습니다.
- 단일-도체 코일은 이제 외부 전기장으로 자신을 여자 할 수 있고, 전체 형상에 물리적으로 의미 있는 전기장을 제공합니다.
Domain Terminal
이제 터미널(Terminal) 기능을 Electric Currents 와 Electrostatics물리 인터페이스에서 도메인 레벨로 사용할 수 있습니다. 이것은 경계레벨에 터미널을 사용할 때 다수의 경계 선택을 수반하는 기하학적으로 복잡한 전극의 경우 편리합니다. 터미널로 선택한 도메인 내부의 미지의 전위를 풀기 보다는 변수에 의해 대체됩니다. 이것은 기하학적으로 유한한 두께를 가지는 전극을 모델링 할 때 유용합니다.
Mutual (SPICE) Capacitance Matrix Output
Global Matrix Evaluation의 Transformation기능에 두 가지 새로운 옵션은 Maxwell 커패시턴스 행렬을 상호 커패시턴스 행렬(SPICE 커패시턴스 행렬로 알려진)로 변환할 수 있도록 되어있고 반대로도 가능합니다. Maxwell 커패시턴스 행렬은 일반적으로 정전기장 시뮬레이션으로부터 직접 출력으로 얻어지는 반면, 상호 또는 SPICE 커패시턴스 행렬은 회로 시뮬레이션 사용에 더 적합 합니다. 이 기능은 정전기장 시뮬레이션의 터미널 스윕을 수행한 후 사용할 수 있습니다. 새로운 옵션은 이전부터 사용 가능한 어드미턴스(Y), 임피던스(Z), 그리고 S 파라미터(S)행렬간 변환을 포함하는 이전부터 사용 가능한 변환 목록에 추가 되었습니다.
Updated Tutorial Model: Vector Hysteresis Modeling
이 벤치마킹 모델은 이방성 자기 이력 시뮬레이션의 수치적 방법을 평가하는 전자기 분석방법 시험(TEAM) 문제 32를 모사합니다. 히스테리시스한 세 개의 다리를 가지는 적층 철심 코어는 두 개의 코일에 의해 생성되는 시변 자기장의 대상이 됩니다. Jiles-Atherton재질 모델은(이제 Magnetic Fields인터페이스에서 사용가능 합니다) 재질의 응답을 시뮬레이션 하는데 사용하고, 게시된 실험 및 수치 데이터를 모사합니다.
코일은 코어의 일부에서 회전하여 자기장을 만들고, 서로에 대해 위상이 90도 시프트된 교류 전압원에 의해 여기 됩니다. 인가된 자기장은 주로 xy-평면에 배향되며, 재질이 이방성 이기 때문에 x축 또는 y 축 방향을 따라서 다르게 필드가 인가 됩니다.
벡터 히스테리시스 모델은 정확하게 시간 종속 필드를 시뮬레이션 하는 것이 필요하고, 히스테리시스한 거동은 하나의 AC사이클 동안의(하나의 히스테리시스 루프에 해당하는) 자기장 함수로서 자속밀도의 플롯으로 표시됩니다. 기본 반복솔버 대신에 직접솔버(PARDISO)가 사용되었고, Gauge Fixing for A-Field기능이 적용되었습니다.
Application Library path:
ACDC_Module/Other_Industrial_Applications/vector_hysteresis_modeling
RF Module Updates
RF모듈 사용자들을 위하여 COMSOL Multiphysics 5.2a버전에서는 대역통과 필터 형태의 장치들과 RCS해석등을 위한 새로운 해석 방법들을 제공합니다. RF모듈의 개선사항들은 다음과 같습니다.
Fast Modeling Approach for Bandpass-Filter Type Devices
기존에 제공되던 대역통과 필터예제들에 Asymptotic Waveform Evaluation과 Frequency-domain Modal기법들이 적용되었습니다. 이 기능들을 사용하면 기존의 주파수 해석방법보다 더욱 빠르게 해석할 수 있습니다.
유한요소법(FEM)을 이용하여 주파수 대역에 대한 대역 통과 필터 해석 시, 사용자는 통과대역을 적절하고도 정확하게 해석할 수 있는 해석 간격을 설정해야 합니다. 그리고 이 때 해석 시간은 해석하는 주파수 개수에 비례하여 증가합니다. 이러한 모델에서 새로운 기법들을 이용하면 해석 시간을 상당히 줄일 수 있습니다.
Application Library path for the example using the asymptotic Waveform Evaluation method:
RF_Module/Passive_devices/cylindrical_cavity_filter_evanescent
Application Library path for the examples using the Frequency-Domain Modal method:
RF_Module/Passive_devices/cascaded_cavity_filter
RF_Module/Passive_devices/coupled_line_filter
RF_Module/Passive_devices/cpw_bandpass_filter
Postprocessing Far-Field Variables for Bistatic Radar Cross Section (RCS)
바이스태틱(Bistatic) 레이더 단면적(RCS) 계산을 위한 후처리 변수들이 추가되었습니다. 이 후처리 변수들은 레이더에 의해 보이는 산란체의 크기를 시각화 하기 위해 far field 플롯에서 사용됩니다. 바이스태틱 RCS변수(bRCS3D)는 서로 독립적으로 존재하는 송/수신 안테나를 통해 측정된 RCS를 출력하며, 사용자는 모노스태틱(monostatic) RCS또한 출력할 수 있습니다. 2차원 모델에서 사용자는 bRCS2D함수를 이용하여 단위길이당 bistatic RCS를 나타낼 수 있습니다.
Application Library path for an example plotting bistatic RCS using the bRCS3D postprocessing variable:
RF_Module//Verification_Examples/rcs_sphere
Application Library path for an example plotting monostatic RCS using the bRCS2D postprocessing variable:
RF_Module/Scattering_and_RCS/radar_cross_section
Two-Port Network Systems
Two-Port Network 기능은 S파라미터를 이용하여 반사나 투과와 같은 2포트 네트워크 시스템 응답을 설정할 수 있습니다. Lumped Port기능과 같이 2포트 네트워크 기능은 완전도체(Perfect Electric Conductor) 조건이나 임피던스 경계조건(Impedance Boundary), 과도 경계조건(Transition Boundary)들이 적용된 파장보다 작은 거리만큼 떨어진 두 개의 금속 사이의 경계면에만 설정할 수 있습니다. Two-Port Network조건에는 Two-Port Network Port 하위조건이 같이 설정되며, 이 설정은 S파라미터 입력에서 Port1과 Port2에 해당하는 경계면들을 선택하기 위해 사용됩니다.
Updates to Perfectly Matched Layers (PMLs)
Two-Port Network 기능은 S파라미터를 이용하여 반사나 투과와 같은 2포트 네트워크 시스템 응답을 설정할 수 있습니다. Lumped Port기능과 같이 2포트 네트워크 기능은 완전도체(Perfect Electric Conductor) 조건이나 임피던스 경계조건(Impedance Boundary), 과도 경계조건(Transition Boundary)들이 적용된 파장보다 작은 거리만큼 떨어진 두 개의 금속 사이의 경계면에만 설정할 수 있습니다. Two-Port Network조건에는 Two-Port Network Port 하위조건이 같이 설정되며, 이 설정은 S파라미터 입력에서 Port1과 Port2에 해당하는 경계면들을 선택하기 위해 사용됩니다.
Perfectly Matched Layer기능에 사용자가 임의로 레이어 특성들을 정의할 수 있는 기능들이 추가되었습니다:
- 계산된 필드를 이용하여 산란 문제 모델을 만들 때, 솔버 설정에서 PMLs을 활성화 및 비활성화할 수 있어서 유용합니다.
- PML형상이 일반적이지 않아서 자동설정을 사용할 수 없을 때, 사용자 정의 형상 옵션을 사용할 수 있습니다.
- PML Scaling설정시 사용자 정의 좌표 확장 함수들을 선택 할 수 있습니다. 이 기능을 이용하면, 특정 형태에서 효율적으로 파를 흡수할 수 있는 설정을 직접 할 수 있습니다.
Updated App: Plasmonic Wire Grating Analyzer
표면 플라즈몬 기반의 회로들은 플라즈모닉 칩이나 발광, 나노 리소그래피 등의 용도로 사용되고 있습니다. Plasmonic Wire Grating Analyzer예제는 입사각도에 따른 굴절과 정반사, 1차 회절에 대한 계수를 계산합니다.
이 모델은 Floquet경계조건을 이용하여 주기성이 설정된 단일 셀 구조물에 대한 모델입니다. 후처리 기능들을 이용하여 다수의 셀들로 확장하고, 3차원으로 결과를 출력하였습니다.
앱에서는 격자(grating) 구조상의 입사각도를 수직에서 지표각까지 변화시킬 수 있습니다. 또한 앱에서는 와이어의 반지름뿐만 아니라 주기성, 단일 셀의 크기도 변화시킬 수 있습니다. 추가적으로 입사파의 파장과 편파방향도 변화시킬 수 있습니다.
앱에서는 선택된 입사각도에 대하여 다수의 격자 구조물상의 전기장 결과와 투과 반사에 대한 파동 벡터, 투과 반사에 대한 결과들을 출력합니다.
Application Library path:
RF_Module/Applications/plasmonic_wire_grating
New Tutorial Model: Log-Periodic Antenna for EMI/EMC Testing
대수 주기 형태의 안테나는 야기-우다(Yagi-Uda) 안테나와 비슷하지만, 광대역을 구현하기 위해 동일평면 배열형태로 구성되어 있습니다. 이것은 광대역 혹은 주파수 무관계형 안테나로 알려져 있습니다.
모든 금속 부분들은 완전 도체(PEC)조건으로 설정되었습니다. 안테나는 끝부분에서 발진되도록 하기 위해 저항을 설정한 Lumped Element가 설정되어 있고, Lumped Port에 의해 동작됩니다.
스미스(Smith) 차트를 이용한 임피던스 정합 특성과 주파수에 따른 지향성 방사패턴 변화를 보여주는 Far Field polar 플롯과 같은 결과들을 확인합니다. 3차원 원거리장 방사패턴도 동일한 경향성을 나타내며, 안테나의 전압정재파비(VSWR)도 출력됩니다.
Application Library path:
RF_Module/Antennas/log_periodic_antenna
New Tutorial Model: Signal Integrity (SI) and Time-Domain Reflectometry (TDR) Analysis of Adjacent Microstrip Lines
신호 무결성(SI)해석은 케이블과 회로기판, 고속 접속기와 같은 전기 회로를 통한 전기 신호전달의 품질을 살펴볼 수 있습니다. 수신 신호의 품질은 회로 외부의 잡음에 의해 왜곡 될 수 있고, 임피던스 부정합과 삽입손실, 혼선에 의해 저하될 수 있습니다. 그래서 의도치 않은 연결에 의한 장치나 네트워크의 민감도를 알아보기 위해 EMC/EMI해석을 수행합니다.
이 예제모델에서 우리는 일정한 유전상수값을 가진 마이크로파 기판상의 인접한 두 개의 마이크로스트립 선 사이의 혼선 영향을 해석하였습니다. 두 개의 펄스들이 해석 중 Parametric sweep이 펄스의 주파수를 변화시켜서 장치에 인가됩니다.
이 해석은 높은 주파수나 빠른 통신 속도에서 신호의 왜곡을 보여주는 연결된 포트들 사이의 시간 영역 반사 측정법을 보여줍니다.
Application Library path:
RF_Module/Transmission_Lines_and_Waveguides/microstrip_line_crosstalk
Wave Optics Module Updates
Wave Optics 모듈 사용자들을 위하여 COMSOL Multiphysics 5.2a버전에서는 비선형 주파수 혼합모델과 비선형 변수 해석 등을 손쉽게 수행할 수 있는 Polarization도메인 조건이 제공되어 Electromagnetic Waves, Beam Envelops지배식을 좀 더 다양하게 사용할 수 있습니다. 향상된 기능들에 대하여 아래 내용을 살펴 보시기 바랍니다.
Polarization Domain Feature
다른 주파수에 대한 지배식들은 새로운 Polarization도메인 조건과 연동할 수 있습니다. 이 기능을 이용하면 주파수 성분이 더해지거나 제거된 비선형 주파수 혼합 모델과 비선형 변수해석을 손쉽게 할 수 있습니다. Polarization기능은 Electromagnetic Waves, Frequency Domain지배식과 Electromagnetic Waves, Beam Envelopes지배식에서 사용할 수 있습니다.
Application Library path for an example utilizing the Polarization Domain feature:
Wave_Optics_Module/Verification_Examples/second_harmonic_generation_frequency_domain.
New App: Polarizing Beam Splitter
편광 빔 분리 큐브는 중간면에 유전체 코팅이 된 두 개의 직각 프리즘들로 구성됩니다. 큐브는 입사파의 일부를 반대편으로 반사시키면서 일부는 전달합니다. 평판형태를 대신에 이러한 큐브 형태를 사용하면 빔 분리기에서 고스트 이미지(Ghost Image)를 방지할 수 있습니다.
이 새로운 앱에서는 높은 굴절율과 낮은 굴절율을 가진 레이어들로 구성된 기본적인 MacNeille형상에 대하여 해석하고, 사용자는 분리기에서 사용할 레이어의 개수를 선택할 수 있습니다. 그리고 사용자는 미리 정의된 물성치 항목들을 사용하거나 직접 입력하여 프리즘들과 레이어들의 굴절율을 입력할 수 있습니다.
입사파의 파장이나 초점 반지름을 변화시키며 해석할 수도 있습니다. 앱은 선택된 파장이나 초점 반지름, 편광 특성에 대한 전체 전기장 세기나 첫 번째와 두 번째 파의 전기장 세기를 출력합니다. 그리고 투과량과 반사량 또한 출력됩니다.
Application Library path:
Wave_Optics_Module/Applications/polarizing_beam_splitter
User-Defined Wave Vector Specification
User Defined Wave Vector Specification이라는 설정창의 새로운 항목을 이용하여 Electromagnetic Waves, Beam Envelopes지배식을 좀 더 유연하게 사용할 수 있습니다. 이 기능이 추가되어 사용자는 사용자 정의 Phase옵션을 이용할 때, Perfectly Matched Layer(PML)영역을 위해 정확한 파수를 설정할 수 있습니다. 해석 시 초기설정이 부적절할 경우도 있습니다. 이때 Type of phase specification항목에서 사용자 정의를 선택하면, 사용자는 User Defined Wave Vector Specification항목이 나타나서 상세한 설정을 할 수 있습니다.
Updated App: Plasmonic Wire Grating Analyzer
표면 플라즈몬 기반의 회로들은 플라즈모닉 칩이나 발광, 나노 리소그래피등의 용도로 사용되고 있습니다. Plasmonic Wire Grating Analyzer예제는 입사각도에 따른 굴절과 정반사, 1차 회절에 대한 계수를 계산합니다.
이 모델은 Floquet경계조건을 이용하여 주기성이 설정된 단일 셀 구조물에 대한 모델입니다. 후처리 기능들을 이용하여 다수의 셀들로 확장하고, 3차원으로 결과를 출력하였습니다.
앱에서는 격자(grating) 구조상의 입사각도를 수직에서 지표각까지 변화시킬 수 있습니다. 또한 앱에서는 와이어의 반지름뿐만 아니라 주기성, 단일 셀 크기도 변화시킬 수 있습니다. 추가적으로 입사파의 파장과 편파방향도 변화시킬 수 있습니다.
앱에서는 선택된 입사각도에 대하여 다수의 격자 구조물상의 전기장 결과와 투과 반사에 대한 파동 벡터, 투과 반사에 대한 결과들을 출력합니다.
Application Library path:
Wave_Optics_Module/Applications/plasmonic_wire_grating
New Tutorial Model: Second Harmonic Generation in the Frequency Domain
가시광선영역과 그 인근영역 대역에서 장파장보다 단파장 레이저 방출을 구현하는 것은 어렵습니다. 비선형 주파수 혼합을 이용하면 기존의 레이저 파장을 이용하여 쉽게 새로운 단파장 레이저를 생성할 수 있습니다.
이 예제모델은 고조파 빛을 생성하는 비선형 광학특성을 가진 결정을 기본주파수의 빛이 통과했을 때, 두 번째 고조파 성분이 생성되는 과정을 해석하였습니다.
이 예제모델은 Polarization기능을 사용하여 인가된 성분에 대하여 해석한 지배식과 두 번째 고조파 성분에 대하여 해석한 두 개의 Electromagnetic Waves, Frequency Domain지배식을 연결하였습니다.
입사파가 결정을 통과하는 동안 인가된 빛의 세기는 줄어드는 반면, 두 번째 고조파 성분의 세기는 0에서 증가하여 에너지가 인가된 빛에서 두 번째 고조파성분으로 전달되는 것을 확인 할 수 있습니다. 그리고 이런 결과들은 Slowly Varying envelope Approximation(SVEA)를 이용하여 계산된 결과와 비교되었습니다.
Application Library path:
Wave_Optics_Module/Verification_Examples/second_harmonic_generation_frequency_domain
New Tutorial Model: Single-Bit Hologram
두 개의 간섭광이 서로 만나면 간섭패턴이 나타납니다. 만약 임계값 이상의 빛에 민감한 매질에서 이 현상이 발생하면, 굴절률이 변조되어 간섭패턴이 매질에 기록되고, 홀로그램이 생성됩니다.
예제모델에서 빔은 홀로그램 매질의 왼쪽 경계면과 위쪽 경계면을 통하여 인가됩니다. 이것은 데이터 저장 및 검색을 포함한 비트 별 홀로그램 데이터 저장을 해석한 것입니다. 기록과정에서 두 개의 빔이 교차되고, 간섭패턴이 생성되어 단일비트의 데이터를 전달하는 홀로그램이 기록됩니다.
Application Library path:
Wave_Optics_Module/Gratings_and_Metamaterials/single_bit_hologram
Ray Optics Module Updates
RF모듈 사용자들을 위하여 COMSOL Multiphysics 5.2a버전에서는 대역통과 필터 형태의 장치들과 RCS해석등을 위한 새로운 해석 방법들을 제공합니다. RF모듈의 개선사항들은 다음과 같습니다.
Ray Optics 모듈 사용자들을 위해 COMSOL Multiphysics 5.2a버전에서는 형상 밖에서의 광궤적 해석기능과 단색 수차를 측정하기 위한 후처리 기능, 향상된 광궤적 출력 기능 등을 제공합니다. 지금부터 Ray Optics Module의 개선점에 대하여 설명 드리겠습니다.
Ray Propagation Outside the Geometry
렌즈 시스템을 통한 광궤적 해석 시, 사용자는 광궤적을 계산할 공기나 진공영역을 추가하지 않아도 됩니다. 외부 영역이 균일 매질일 경우, 광선은 형상 외부에서 발생할 수 있고 진행할 수도 있으며, 메시를 만들지 않아도 됩니다. 그래서 메시가 만들어진 도메인 내부로 혹은 외부로의 굴절을 구현하기 위해 Material Discontinuity경계조건을 Wall조건 대신 외부 경계면에 적용할 수 있습니다. 그리고, Application Library의 예제모델 대부분에서 이런 기능들이 적용되어 있습니다.
모델을 만들 때, Geometrical Optics지배식 설정창에 있는 Refractive index of exterior domain항목을 설정할 수 있습니다. 그려진 형상 밖이나 Geometrical Optics지배식이 적용되지 않은 도메인으로 광선이 진행하게 되면 해당 항목의 굴절률 값이 사용됩니다. 그래서 인접한 영역에 메시가 만들어져 있지 않더라도 경계면에 의한 광선의 변화를 고려할 수 있습니다. 하지만 경계면에는 메시가 만들어져 있어야 합니다. 경계면의 메시는 기본설정을 이용하면 자동으로 만들어 집니다.
Optical Aberration Plot
새로운 Optical Aberration Plot은 측정된 단색 수차를 나타냅니다. 이 결과는 초점으로 모이는 입사광선들 사이의 광로 길이의 차이를 계산한 것으로 Zernike 다항식을 이용하여 광로 길이차이를 출력한 것입니다. 사용자는 Abberration Evaluation기능을 이용하여 Zernike계수에 대한 표를 출력할 수도 있습니다.
Improved Ray Trajectories Plot
Ray Trajectories 플롯에서 자동으로 추가적인 점들이나 저장 시간간격의 해, 광로길이 간격을 고려하게 되었습니다. 일반적으로 이러한 추가적인 점들은 광선이 경계면에서 반사나 굴절되는 지점에 존재합니다. 그래서 이러한 추가적인 점들을 고려하면 저장된 시간간격 수, 광로 길이 간격이 적더라도 Ray Trajectories 플롯의 결과는 더욱 좋아지고 이전보다 더욱 많은 정보를 전달할 수 있습니다.
New Options for Cone-Based Release
초기 방향을 원뿔형태로 설정한 광선 발생시 새로운 옵션을 사용할 수 있습니다. 사용자는 파수 벡터 공간에서 균일한 밀도로 발생시킬 수 있어서 각 입자들은 동일한 입체각에 대응됩니다. 혹은 방위각과 고도각에 대한 광선 밀도를 각각 정의할 수도 있습니다. 미리 만들어진 기능을 이용하면 축 방향 광선들 고려유무와 관계없이 주변방향의 광선들만 발생시킬 수도 있습니다.
Renamed Options for Intensity Computation
Geometrical Optics지배식 설정창에 있는 Intensity Computation항목들의 이름들이 변경되었습니다.
Option Name in Version 5.2 | Option Name in Version 5.2a |
Using principal curvatures | Compute intensity |
Using principal curvatures and ray power | Compute intensity and power |
Using curvature tensor | Compute intensity in graded media |
Using curvature tensor and ray power | Compute intensity and power in graded media |
Updated Tutorial Model: Solar Dish Receiver
새로운 Solar Dish Receiver모델은 두 가지 형태의 비교데이터를 포함하고 있습니다.
포물면 접시 집광기는 인가된 태양광을 목표나 수신부 방향으로 집중시켜서 높은 열변화를 발생시킵니다. 이것은 파워를 발생시키기 위한 수증기나 연료원으로 바로 사용되는 수소를 발생시키기 위해 사용됩니다. 이러한 분야에서 수신부 표면의 열 변화량 균일성은 효율에 크게 영향을 줍니다. 이 예제에서 태양광은 집광기에서 초점면상에 수신단이 존재하는 작은 부분으로 반사됩니다.
태양광 집광 시스템의 성능에 중요한 부분은 인가된 성분대비 빠져나간 성분의 비율로 정의된 집광 비율입니다.
이 모델은 두 개의 가정이 고려된 포물면 형태 집광기의 초점면에서의 집광비율을 계산하였습니다. 가정 중 첫 번째는 반사판은 완전히 매끄럽고, 흡수를 하지 않는다는 것이고, 두 번째는 표면 거칠기나 흡수, 태양형태에 대한 영향은 고려한다는 것입니다. 두 개의 스터디 모두 포물면 접시의 초점면에서의 집광 비율을 계산하였으며, 결과들을 이미 알려진 값들과 비교하였습니다.
Application Library path:
Ray_Optics_Module/Industrial_Applications/solar_dish_receiver
Plasma Module Updates
Plasma 모듈 사용자분들을 위하여, COMSOL Multiphysics 5.2a에서는 좀 더 효율적인 모델 설정 및 작업을 위하여 기능 추가 및 Plasma지배식이 새롭게 구성되었습니다.
Reorganization of Plasma Physics Interfaces
COMSOL Multiphysics 5.2a버전에서 DC Discharge와 Capacitively Coupled Plasma지배식이 새로운 Plasma지배식으로 변경되었습니다.
새로운 Plasma지배식에는 기존의 DC Discharge지배식과 Capacitively Coupled Plasma지배식의 모든 기능들을 포함하고 있습니다. 기존에 DC Discharge지배식과 Capacitively Coupled Plasma지배식을 사용한 모델을 열면 자동으로 새로운 Plasma지배식으로 변환됩니다. 하지만 호환성을 위해 기존의 라벨이나 이름, 테그 등은 유지됩니다.
Inductively Coupled Plasma와 Microwave Plasma지배식은 각각 Plasma지배식과 Magnetic Field지배식을 연결하는 Multiphysics인터페이스와 Plasma지배식과 Electromagnetic Waves, Frequency Domain지배식을 연결하는 Multiphysics인터페이스로 구성됩니다. 하단의 표는 이러한 변화를 정리한 것입니다.
Old Interface Name (Before Version 5.2a) | New Interface Name(s) |
DC Discharge | Plasma |
Capacitively Coupled Plasma | Plasma |
Inductively Coupled Plasma | Plasma
Magnetic Fields Inductively Coupled Plasma (multiphysics coupling) |
Microwave Plasma | Plasma
Electromagnetic Waves, Frequency Domain Microwave Plasma (multiphysics coupling) |
Inductively Coupled Plasma와 Microwave Plasma지배식을 위한 고주파 필드와 플라즈마 사이의 연결은 Mutiphysics기능을 이용하여 실행됩니다. 저온 플라즈마 근사법을 이용하면 Plasma Conductivity Coupling기능은 전자밀도와 충돌 주파수, 각주파수를 기반으로 Magnetic Field지배식과 Electromagnetic Wave, Frequency Domain지배식에서 필요한 전기 전도도를 계산합니다. Electron Heat Source기능은 플라즈마 전도도와 전기장을 기반으로 전자의 충돌 가열을 계산합니다.
예를 들어, Microwave Plasma지배식을 Model Wizard에 추가하면 다음과 같이 나타납니다.
유사하게 Inductively Coupled Plasma지배식을 추가하면 다음과 같이 나타납니다.
Backward Compatibility
이전 버전의 Inductively Coupled Plasma지배식과 Microwave Plasma지배식을 여전히 열어서 수정하고 해석할 수 있습니다. 모델파일을 열면 지배식이 변경되었고, 제거될 것이라는 경고 메세지가 나타납니다.
Domain Terminal
사용자는 Electric Currents지배식과 Electrostatics지배식에서 도메인에 대한 Terminal기능을 사용할 수 있습니다. 이 기능을 이용하면 경계면에 대하여 Terminal을 사용할 때 많은 경계 면들을 선택해야 하는 복잡한 전극형상을 가진 모델을 손쉽게 설정할 수 있습니다. 도메인으로 선택된 내부 전위값은 해석하지 않고 변수로 대체됩니다. 이 기능은 해석 형상입장에서 유한한 두께를 가진 전극을 모델링 할 때 유용합니다.
Semiconductor Module Updates
Semiconductor 모듈 사용자분들을 위해 COMSOL Multiphysics 5.2a버전에서는 특정 데이터와 위치에 따른 실리콘 태양전지 셀의 설계변수를 평가하는 새로운 앱 예제가 제공됩니다. Ideal Schottky와 thermionic Emission, Continuous Quasi-Fermi Level 경계조건들의 기능이 계산시간과 메모리 사용량은 줄이고, 정확도는 높이기 위해 향상되었습니다. Semiconductor 모듈의 수정사항들을 아래에서 확인하시기 바랍니다.
New App: Si Solar Cell with Ray Optics
Si Solar Cell with Ray Optics앱은 Ray Optics 모듈과 Semiconductor 모듈을 이용하여 특정 데이터와 위치에 따른 실리콘 태양전지 셀의 동작을 해석하였습니다. Ray Optics 모듈은 앱 사용자가 선택한 위치와 데이터에 대한 평균 조도를 계산합니다. 그 후, Semiconductor모듈이 사용자가 지정한 설계변수들에 대한 태양전지 셀의 정규화된 출력 특성들을 계산합니다.
정규화된 출력 특성들은 지정된 위치와 데이터에 대한 셀의 출력특성들을 얻기 위해 출력과 조도는 선형관계라는 가정하에 계산된 평균 조도 값이 곱하여 집니다. 사용자는 태양전지 셀의 효율과 하루 동안 전기 생산량을 계산할 수 있습니다.
기본모델은 캐리어가 생성되고 Shockley-Reed-Hall 재결합이 일어나는 1차원 실리콘 PN접합으로 구성되어 있습니다. 기준 애노드 전극은 이미터(n도핑지역) 영역에 얇은 저항 접촉형태로 증착되어 있습니다. 유사하게 캐소드 전극은 베이스영역(p도핑지역)에 이상적인 저항 접촉 형태로 증착되어 있고, 외부 회로와 연결되어 있습니다.
Application Library path for the Si Solar Cell with Ray Optics app:
Semiconductor_Module/Applications/solar_cell_designer
알림 : 해당 앱을 실행하기 위해서는 Semiconductor 모듈과 Ray Optics 모듈이 모두 필요합니다.
Enhanced Performance for the Ideal Schottky Boundary Condition at Metal Contacts
COMSOL Multiphysics 5.2이전 버전에서 Ideal Schottky경계조건을 위한 Metal Contact조건에서는 정수 외삽법을 사용하였습니다. 그래서 신뢰성 있는 결과를 얻기 위해서는 경계면에 상당히 조밀한 메시를 만들어야만 했습니다. 5.2a에서는 경계면에서 조밀한 메시없이도 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있도록 고차 외삽법이 사용되었습니다. 예를 들어 Ideal Schottky경계조건이 매질과 전류밀도가 균일한 직사각형 도메인의 왼쪽 경계면에 적용된 경우를 살펴보도록 하겠습니다. COMSOL Multiphysics V5.2a에 대한 하단의 그림들은 두 개의 메시에 대해, 정확하고 서로 구분하기 힘들 정도로 유사한 각각의 결과들을 비교하였습니다.
Improved Performance for the Thermionic Emission Boundary Condition at Heterojunctions
COMSOL Multiphysics의 이전버전들에서 Ideal Schottky경계조건과 유사하게 Termionic Emission경계조건이 적용된 헤테로접합에서 정수 외삽법이 사용되었습니다. 이 경우 신뢰성 있는 결과를 얻기 위해서 경계면에 조밀한 메시가 필요하였습니다. 5.2a버전에서는 경계면에 조밀한 메시를 만들 필요 없이 정확한 결과를 얻기 위해 고차 외삽법이 사용되었습니다.
Enhanced Capability for the Continuous Quasi-Fermi Level Boundary Condition at Heterojunctions
새로운 COMSOL Multiphysics에서는 Continuous Quasi-Fermi Level경계조건이 설정된 헤테로 접합에 대하여 Fermi Dirac 상태를 지원합니다. 5.2이전버전들에서 Continuous Quasi-Fermi Level경계조건은 오직 Maxwell-Boltzmann상태에 대해서만 사용할 수 있었습니다. 5.2a버전에서는 Fermi Dirac상태에 대해서도 지원되어 축퇴하는 도메인에 인접한 헤테로 접합을 하단의 그림과 같이 좀 더 정확하게 모델링 됩니다.
More Accurate Formulation for Electrostatics of Neighboring Charge Conservation Domains
COMSOL Multiphysics 5.2a버전에서는 좀 더 정확한 결과를 얻기 위해 이웃한 Charge Conservation도메인에 대한 정전계 수식을 개선하였습니다. 이 기능은 서로 인접한 절연(유전체)매질들이 서로 다른 모델에서 유용할 것입니다. 인접한 도메인들의 유전상수 차이에 대한 영향을 하단의 그림과 같이 정확하게 보여줍니다.
Optimized Study Settings Speed Up Computation Times for the Bipolar Transistor Tutorial Models
Bipolar Transistor예제모델에 대한 Study설정이 계산시간 단축을 위해 최적화 되었습니다. 하루 이상 소모되던 3차원 모델의 경우, 해석하는데 몇 시간이면 가능하며 1시간 이상 소모되던 2차원 모델은 몇 분이면 가능합니다.
MEMS Module Updates
MEMS Module 사용자에게 있어서, COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a은 업그레이드 된 압전저항 인터페이스(piezoresistivity), 센서 및 엑츄에이터 모델링을 위한 새로운 Magnetostriction인터페이스, 결합(adhesion) 및 분리(decohesion), 그 이상의 모델링을 가능토록 합니다. MEMS 모듈의 향상된 보다 많은 기능을 아래에서 확인 바랍니다.
New Magnetostriction Interface
새로운 Magnetostriction 인터페이스가 도입되었습니다. 이 기능으로 자기 변형의 원리에 기초한 넓은 범위의 센서 및 액츄에이터를 모델링 할 수 있습니다. 자기 변형 효과, 주울 효과는 재질의 자화상태 변화 때문에 길이가 변하는 것을 설명 합니다. 이 효과는 음파 응용, 음향기기, 액티브 진동 제어, 위치 제어, 그리고 연료 분사 제어 시스템의 트랜스듀서에 사용됩니다. 역효과로 자화의 변화로 인한 재료의 기계적 응력을 고려합니다. 이 효과는 Villari 효과로 알려져있고 센서에 유용합니다.
Mgnetostriction 인터페이스가 모델에 추가 될 때, Solid Mechanics 인터페이스, Magnetic Fields 인터페이스, 그리고 Magnetostriction 다중 물리 결합, 또는 노드들의 연결이 생성됩니다. Solid Mechanics인터페이스에서, 새로운 재질 모델 자기변형 재료(Magnetostrictive Material)는 Linear, Nonlinear isotropic, 그리고 Nonlinear cubic crystal의 세가지 다른 제형으로 추가 되었습니다. Magnetic Fields인터페이스에서 자기변형 재질을 모델링 할 때 새로운 Ampère’s law, Magnetostrictive기능이 사용됩니다.
참고: 자기변형 동작을 모델링 하기 위해, ACDC모듈과 함께 Structural Mechanics 모듈, MEMS 모듈, 또는 Acoustics 모듈중 하나가 필요 합니다.
Application Library path for an example that uses the new Magnetostriction interface with the Nonlinear isotropic material model:
Structural_Mechanics_Module/Magnetostrictive_Devices/nonlinear_magnetostriction
Piezoresistivity Physics Interfaces Upgraded to Multiphysics Couplings
압전저항효과(piezoresistive effect)- Piezoresistivity, Domain Currents 인터페이스, Piezoresistivity, Boundary Currents 인터페이스 그리고 Piezoresistivity, Shell 인터페이스-에 대한 세 가지 인터페이스는 Multiphysics 노드에서 서로 연동되도록 업그레이드 되었습니다. Model Wizard에 있는 “Select Physics” tree view는 이전 버전과 동일해 보이는데, 동일한 명칭의 세 가지 다중 물리 연성이 Structural Mechanics > Piezoresistivity와 같이 동일한 위치에 있습니다.
새로운 Multiphysics 연동은 여러분이 물리 현상 간에 연성/비연성 혹은 각 구성하는 physics의 활성화/비활성화를 자유자재로 제어 가능 하도록 하는 유연성을 제공하고 있습니다. 압전저항효과는 단방향(one-way) 연동이므로, 전기 전도(electrical conductivity)에 기인한 기계적인 응력으로부터, 새로운 Piezoresistive Material은 각각의 경우에 기본적으로 Electric Currents 노드 아래에 추가합니다.
Harmonic Perturbation for Prescribed Velocity and Acceleration
Harmonic Perturbation 노드에서 Prescribed Velocity 및 Prescribed Acceleration를 부여할 수 있게 되었습니다. 이러한 경계조건은 정적 해석(stationary study)에서 구속 조건으로 사용가능하며, prestressed frequency-domain study에서 조화진동(harmonic vibration)을 제공합니다. 이러한 새로운 기능은 Solid Mechanics 인터페이스에서 이용 가능합니다.
Modeling Adhesion and Decohesion
Contact 노드 하부에 새로운 Adhesion 부가 노드의 사용으로, 구성부품 간에 서로 부착되거나 떨어지는 여러 가지 제조 공정을 분석할 수 있습니다. 접촉 경계조건은 임의 임계조건(criterion)을 만족할 때 부착될 것입니다. 이러한 임계조건은 접촉압력(contact pressure), 간극거리(gap distance) 혹은 임의 사용자 정의 조건이 될 수 있습니다. 예를 들어, 후자는 heat transfer study에서 온도 조건이 될 수 있습니다. 가상 접착 부위의 탄성 물성값을 정의할 수 있습니다.
접착되는 두 개의 경계면은 분리 법칙이 정의되면 다시 분리될 수 있습니다. 새로운 Adhension 부가노드 내에서 이를 찾을 수 있는데, 이는 설정창에서 Decohesion을 선택하여 활성화 할 수 있습니다. 여기 부가노드에 있는 세 가지 상이한 decohesion방법에는 Linear, Polynomial 그리고 multilinear가 있습니다. 분리 방법은 접선 혹은 법선 방향에 대해 독립적인 물리량을 갖는 혼합된 분리 모드 설정을 할 수 있는데, cohesive zone model(CZM)이라 알려져 있습니다.
Application Library path for an example that shows the modeling of decohesion:
Structural_Mechanics_Module/Contact_and_Friction/cohesive_zone_debonding
Serendipity Elements
Serendipity 유형이라 불리는 요소가 Lagrangian 유형의 보완할 목적으로 Solid Mechanics 및 Membrane 인터페이스에 추가되었습니다. 대부분의 육면체 요소를 갖는 모델에 있어서, serendipity 요소 이용은 획기적인 성능향상, 보다 빠른 계산속도 및 메모리 사용량 감소를 제공합니다. serendipity요소는 신규 물리 인터페이스에 추가하면 기본적으로 제공됩니다.
New Methods for Entering Thermal Expansion Data
열팽창 재질의 물성값을 입력하는 방법에는 세 가지가 있습니다:
- Secant coefficient of thermal expansion. 이는 기본설정으로 이전 버전에서도 사용 가능한 방법입니다.
- Tangent (“thermodynamic”) coefficient of thermal expansion.
- 온도 함수로 열변형 정의
적절한 사양 설정으로, 변환할 필요 없이 상이한 유형의 측정 데이타를 이용할 수 있습니다. 이러한 새로운 사양은 Solid Mechanics, Membrane 그리고 Truss 인터페이스에서 사용 가능합니다.
Secant coefficient of thermal expansion 옵션은 온도가 임의의 기준온도 에서 변할 때 발생하는 총 변형률을 계산하는데 사용됩니다. Tangent coefficient of thermal expansion 사양은 온도에 따른 열팽창률의 민감도에 대한 정보를 제공합니다. 기준온도에서, 두 개의 값이 일치합니다.
Thermal Expansion of Constraints
여러분은 Thermal Expansion의 부가노드 사용으로 Fixed Constraint 및 Prescribed Displacement와 같은 구속조건을 추가할 수 있습니다. 구속조건으로 이상화된 구조체가 일정한 온도에 있지 않을 때, 구속조건으로 발생하는 응력완화 현상의 구현이 가능 합니다. 유사하게, Thermal Expansion 부가노드는 강체 이외의 다른 형상들의 열팽창을 허용하며 Rigid Connector와 Attachment 노드에 추가할 수 있습니다.
이들의 사용으로, 열팽창 계수를 설정하여 구조체 주위의 모델링 하지 않은 부위의 온도 분포를 알 수 있습니다. 이러한 성분들에 의해 야기되는 열변형률은 변위를 취득하여 조합하고 여기에 구속조건을 추가할 수 있습니다.
Domain Terminal
이제 터미널 기능을 Electric Currents 와 Electrostatics물리 인터페이스에서 도메인 레벨에 사용할 수 있습니다. 이것은 경계레벨에 터미널을 사용할 때 다수의 경계 선택을 수반하는 기하학적으로 복잡한 전극의 경우 편리합니다. 터미널로 선택한 도메인 내부의 미지의 전위를 풀기 보다는 변수에 의해 대체됩니다. 이것은 기하학적으로 유한한 두께를 가지는 전극을 모델링 할 때 유용합니다.
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Structural Mechanics Module Updates
Structural Mechanics 모듈 사용자를 위해 COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a에는 해석 모델에 센서와 액츄에이터 등에서 사용 가능한 Magnetostriction 인터페이스가 추가되었고, 유체 유동과 고체역학과 쉽게 연동이 가능한 Poroelasticity 인터페이스가 추가 되었습니다. 또한 접착과 박리에 대한 시뮬레이션 기능이 추가되어 두 물체의 접착과 박리 현상의 구현이 가능하게 되었습니다. 아래의 내용에서 Structural Mechanics 모듈에 추가된 구체적인 내용을 확인할 수 있습니다.
New Magnetostriction Interface
새로운 Magnetostriction 인터페이스가 추가 되었습니다. 이 기능은 Magnetostriction 이론에 기반한 센서와 구동기 모델에 적용하여 사용 가능 합니다. 자기변형 효과, 줄(Joule) 효과는 재료에서 자기의 변화에 따라서 길이의 변화로 설명 됩니다. 이런 효과는 초음파, 음향 소자, 진동과 위치 조정, 연료 분사 시스템 분야에의 변환기에 적용되어 사용 됩니다. 이 효과의 역효과는 재료에 가해지는 기계적인 외력으로 인하여 자기가 변화되는 것입니다. Villari 효과로 알려져 있는 이 효과는 센서에서 주로 사용 됩니다.
모델에 Magnetostriction 인터페이스를 추가 하게 되면, Solid Mechanics 인터페이스와 Magnetic Fields 인터페이스가 추가 되고 Magnetostriction Multiphysics 노드가 생성됩니다. Solid Mechanics 인터페이스에는 Magnetostrictive 재료가 추가됩니다. 이 재료는 모델에 따라서 선형, 비선형 등방성, 비선형 입방정의 3가지로 구분이 됩니다. Magnetic Fields 인터페이스에서는 Magnetostrictive 노드에서 사용 가능한 자기변형 재료를 입력 할 수 있는 Ampère’s law가 추가 됩니다.
Magnetostriction 인터페이스에서 비선형 등방성 재료 모델 예제 위치:
Structural_Mechanics_Module/Magnetostrictive_Devices/nonlinear_magnetostriction
참고: Magnetostrictive 기능을 사용한 해석을 하기 위해서는 AC/DC모듈과 Structrual Mechanics, MEMS, Acoustics 모듈 중에 하나가 있어야 합니다.
New Poroelasticity Interface
Solid Mechanics와 Darcy’s Law의 연동이 가능한 Poroelasticity가 추가 되었습니다. COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a 에서 Poroelasticity를 추가 하면 위의 두 인터페이스가 추가 되고 여기에 Multiphysics 노드가 생성 됩니다. 이로써 Poroelasticity와 관련한 기능을 사용하게 되는데 하나의 예를 들면 Solid Mechanics 인터페이스에서 Soil Plasticity 노드를 추가하여 공극탄성에 대한 모델을 만들 수 있습니다.
Poroelasticity 인터페이스를 사용한 Application Library 예제:
Subsurface_FlowModule/Flow_and_SolidDeformation/multilateral_well
참고: 공극탄성을 해석하기 위해서는 Subsurface Flow Module 혹은 Structural Mechanics Module과 Darcy’s Law를 사용 할 수 있는 유체 영역 중의 한 모듈을 사용하여야 합니다.
Modeling Adhesion and Decohesion
Contact 노드의 하위 노드로 추가된 Adhesion을 사용하면 다양한 제조 공정상에서 발생하는 두 물체간의 접착이나 박리 현상에 대한 해석이 가능 합니다. 두 접촉 경계는 미리 설정한 특정 기준을 만족하면 접착 현상이 발생하게 됩니다. 특정 기준은 접촉 압력과 두 접촉 경계간의 거리 혹은 사용자 정의된 식에 따라서 결정 됩니다. 선 정의된 수식은 열 전달 결과로 인한 온도에 따라서 변화 되도록 설정 가능 합니다. 또한 접착 층을 가정하고 이에 대한 탄성 물성 정보를 입력 하는 기능도 포함 되었습니다.
접착에 의해서 연결된 두 경계는 박리 조건에 따라서 다시 분리 될 수 있습니다. 또한 추가된 Adhesion 노드의 설정 창에서 Decohesive 설정을 활용하면 박리에 대한 시뮬레이션이 가능 합니다. 이 옵션에는 3가지의 다른 방법이 있습니다. 이 방법은 Linear, Polynomial, Multilinear가 있으며 각 방법에는 몇 가지 하위 옵션들을 포함 하고 있습니다. Decohesion 법칙은 경계의 수직 방향과 수평 방향에 대해서 독립적으로 적용되는 혼합 모드가 지원되고 있습니다. 이 방식은 접착존모델(CZM)과 동일합니다.
Application Library에서 Decohesion 모델링에 대한 예제 위치:
Structural_Mechanics_Module/Contact_and_Friction/cohesive_zone_debonding
Periodic Conditions for Shells
Solid Mechanics 인터페이스에서 사용 하는 조건과 비슷하게 Shell 인터페이스에서 사용 가능한 Periodic Condition경계 조건이 추가 되었습니다. 특정한 경계 선을 기준으로 반복되는 구조물을 모델링 할 때 효과 적입니다. 반복 조건은 Continuity, Antiperiodicity, Floquet periodicity, Cyclic symmetry, 사용자 정의 방법이 지원 되고 있습니다.
Serendipity Elements
Solid Mechanics와 Membrane 인터페이스에서 라그랑지 타입을 보완하는 Serendipity 타입이라 불리는 요소가 추가 되었습니다. 육면체 요소가 주가 되는 모델에서 Serendipity 요소를 사용하게 되면 상당한 성능의 향상으로, 빠른 해석과 적은 메모리를 사용하여 결과를 얻을 수 있게 됩니다. 5.2a 버전에서 Serendipity 요소는 물리 인터페이스 Discretization 설정에 기본으로 추가 되어 있습니다.
New Methods for Entering Thermal Expansion Data
재료의 열팽창 정보를 입력하는 세가지 방법이 추가 되었습니다.
- Secant coefficient of thermal expansion 값 입력. 이전 버전에서는 이 기능만 지원 됨.
- Tangent coefficient of thermal expansion 값 입력
- 온도 변화에 따른 Thermal strain 함수 값 입력
위 세가지 옵션의 적절한 선택은 측정 된 열팽창 데이터 형태 변환 없이 사용 할 수 있습니다. 추가된 옵션의 사용은 Solid Mechanics, Membrane, Truss 인터페이스에서 가능합니다.
기준 온도부터 변화되는 온도를 고려한 전체 변위를 계산 할 때 사용하는 옵션이 Secant coefficient of thermal expansion 입니다. 변위는 다음의 식 에 의해서 계산 됩니다. Tangent coefficient of thermal expansion 옵션을 사용하면 열 변형 감도를 고려한 정보를 사용 할 수 있습니다. 감도는 식으로 계산됩니다. 기준 온도에서는 감도 식의 분자와 분모가 같은 값입니다.
Thermal Expansion of Constraints
Fixed나 Prescribed Displacement와 같은 구속 조건에서 Thermal Expansion 하위노드를 추가 할 수 있습니다. 이 노드를 사용하면 구조체 외부에 구속 조건으로 인해서 발생하는 스트레스를 줄여 주는 효과를 가져 옵니다. 구속 조건이 적용된 부분도 온도에 따라서 변형이 발생되게 되는데 이를 고려하는 것입니다. 비슷하게 Rigid Connector나 Attachment 노드에 Thermal Expansion 하위노드를 추가 할 수 있어서 강체에 열팽창 효과에 대한 해석도 가능 하게 됩니다.
이 기능을 사용하면, 모델링 되지 않은 구조체 주변의 온도 분포 및 열팽창 계수를 설정 할 수 있습니다. 해석된 열 변형은 앞에서 설정한 계수와 추가 된 구속 조건에서 변형까지 고려한 해석 결과입니다.
Shell Coordinate System
Shell에 적용되는 국부 좌표계가 개선 되었습니다. Linear Elastic Material 노드에 추가된 하부 노드 Shell Local System 메뉴로 국부 좌표계 설정 메뉴가 이동 되었습니다. 따라서 서로 다른 방향을 갖는 재료를 사용하더라도 좌표계의 변경이 쉽게 가능 하게 되었습니다.
Shell 인터페이스를 추가 하면 Definitions에도 Shell Local System 노드가 생성 됩니다. Shell Local System에는 Shell 인터페이스에서 전체 경계의 로컬 방향이 포함 되어 활성화 되어 있고 다중물리 연동 문제를 설정 할 때 이를 참조 할 수 있습니다.
Updates to Perfectly Matched Layers (PMLs)
생성되는 Layers의 속성을 사용자가 정의 할 수 있도록 Perfectly Matched Layer 설정에 추가된 몇 가지 옵션이 있습니다.
- 소스가 계산 영역에 존재하는 산란 문제 모델링에서 유용하게 사용 할 수 있는 Enable/disable 설정 옵션이 추가 되었습니다.
- 사용자 정의 형상 타입을 결정 하는 옵션이 추가 되었습니다. 이 옵션은 형상이 일반적인 좌표계로 표현 하지 못하는 경우와 자동으로 PML을 형성 할 구조체를 인식하지 못하는 경우에 사용 할 수 있습니다.
- 사용자 정의가 가능한 좌표 값을 늘리는 함수가 추가 되었습니다. 이 기능은 PML 내부의 비율을 조정 할 수 있어서 매우 효과적으로 발생된 웨이브를 흡수하게 할 때 사용 할 수 있습니다.
New App: Bike Frame Analyzer
다양한 하중으로 인해서 생성되는 응력을 분석 함으로써 자전거 프레임의 신뢰성을 평가 할 수 있습니다. 이 앱은 스트레스 계산을 진행하는 동안에 형상이 LiveLink™ for SOLIDWORKS® 모듈의 기능을 이용하여 상호작용을 하면서 업데이트되는 이점이 있습니다. 이 앱을 사용하면 쉽게 자전거 프레임 형상의 다양한 차원, 다른 재료, 다른 하중 조건을 적용한 해석을 진행 할 수 있습니다. 이 앱은 자전거 프레임 구조의 차원, 재료, 하중, 구속조건에 따라서 변화되는 스트레스 분포와 프레임의 변형을 계산합니다.
이 앱은 SOLIDWORKS® 로부터 업데이트된 형상의 CAD 파일을 쉽게 추적해 볼 수 있도록 CAD 파일의 정보를 표시 해주고 있습니다. 표시되는 정보는 마지막으로 업데이트 된 날짜와 시간, 파일 이름, 구성, 표시 상태 등 입니다. 프레임 형상 즉 프레임 헤드의 각도, 의자 각도, 탑 튜브의 길이, base bottom drop, 체인스테이, 바퀴축, 스택의 차원을 조절 할 수 있습니다. 또한 프레임에 적용되는 재료를 알루미늄, 철, 티타늄이나 사용자가 정의 할 수 있습니다. 하중 조건과 구속 조건도 마찬가지로 설정이 가능 합니다.
이 앱은 주어진 하중에서 계산되는 응력을 제어 할 최대 허용 응력 계수를 설정 할 수 있습니다.
Application Library에서 자전거 프레임 해석 앱의 위치:
LiveLink_for_Soldiworks/Applications/bike_frame_analyzer_llsw
Structural_Mechanics Module/Applications/bike_frame_analyzer_llsw
참고: 본 앱을 실행하기 위해서는 LiveLink™ for SOLIDWORKS® 와 Structural Mechanics Module 가 필요합니다.
SOLIDWORKS는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.
New Isotropic and Kinematic Hardening Models in Plasticity
4종류의 등방성 경화 모델이 Plasticity 노드에 추가 되었습니다.
- Ludwik
- Swift
- Voce
- Hockett-Sherby
두 종류의 새로운 동적 경화 모델이 Plasticity 노드에 추가 되었습니다.
- Armstrong-Frederick
- Chaboche
Nonlinear Structural Materials Module Updates
Nonlinear Structural Materials Module 사용자를 위해서 COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a에서는 새로운 기능이 추가된 Hyperelastic Material 모델을 사용할 수 있습니다. 이 모델에는 대변형 점탄성(large-strain viscoelasticity) 모델 구성이 가능하고, 동적(kinematic) 및 등방성 경화 모델을 혼용하여 사용할 수있는 기능이 추가되었습니다. 또한 탄소성 재료의 해석이 가능 하도록 등방성과 동적 경화 모델을 혼합하여 사용 할 수 있도록 하는 기능이 추가 되었습니다. 아래 내용에서 Nonlinear Structural Materials Module 의 구체적인 업데이트를 확인 할 수 있습니다.
Large-Strain Viscoelasticity
초탄성 재료모델에 점탄성 기능이 추가 되면서 사용 범위가 확장 되었습니다. 제한된 변형의 점탄성 모델은 이전 버전에서도 가능했던 작은 변형을 계산 하는 방식과 동일 합니다.
- Generalized Maxwell, Standard linear solid, and Kelvin-Voigt models.
- Williams-Landel-Ferry (WLF), Arrhenius와 사용자 정의 온도 함수로 설정
Mixed Isotropic and Kinematic Hardening
소성 모델에서 탄소성 재료를 표현하기 위한 등방성 및 동적 경화를 임의적으로 혼합하여 사용할 수 있는 경화와 관련한 기능이 추가 되었습니다. 이전 버전에서는 경화와 관련한 설정이 등방성 혹은 동적 경화 중에 하나만 선택이 가능 하였습니다. 두 경화 모델을 혼합하여 설정이 가능 하면서 하중 조건에 따른 보다 현실적인 시뮬레이션이 가능 해졌습니다.
New Isotropic and Kinematic Hardening Models in Plasticity
4종류의 등방성 경화 모델이 Plasticity 노드에 추가 되었습니다.
- Ludwik
- Swift
- Voce
- Hockett-Sherby
Application Library path for an example that uses the new Ludwik model for isotropic hardening model for plasticity:
Fatigue_Module/Stress_Based/standing_contact_fatigue
두 종류의 새로운 동적 경화 모델이 Plasticity 노드에 추가 되었습니다.
- Armstrong-Frederick
- Chabochet
Geomechanics Module Updates
Geomechanics 모듈 사용자에 있어서, COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a은 소성 모델링에 있어서 등방성(isotropic) 및 동적경화(kinematic hardening)을 혼용하여 사용함으로 탄소성(elastoplastic) 재질에서의 경화 현상을 모델링 할 수 있도록 기능이 확장되었습니다.
Mixed Isotropic and Kinematic Hardening
탄소성(elastoplatic) 재질에 있어, 경화(hardening) 특성은 소성 재질에 대해 등방성(isotropic) 및 동적 경화(kinematic hardening) 특성을 혼용할 수 있는 기능을 제공하고 있습니다. 이전 버전에서는, 소성 경화가 단순히 등방성 혹은 동적 경화 중 한 가지만 표현할 수 있었습니다. 이러한 두 가지 재질을 함께 고려함으로써, 교번하중을 보다 사실적으로 구현할 수 있게 되었습니다.
Fatigue Module Updates
Fatigue 모듈 사용자에게 있어서, COMSOL Multiphysics® version 5.2a는 압축하중, 접촉 피로(contact fatigue), 지반피로(subsurface fatigue) 그리고 스포올링(spalling)에 대해 신속하고 정확한 모델링을 제공하는 새로운 Dang-Van 모델을 제공하고 있습니다. 신규 확장된 모델이 이러한 특징들을 포함하고 있습니다. 보다 많은 정보를 Fatigue 모듈 업데이트에서 확인할 수 있습니다.
Subsurface Fatigue Modeling
응력 기준 피로(stress-based fatigue) 모델군은 Dang-Van 모델을 포함하여 확장되었습니다. 신규 모델은 정수압 응력(hydrostatic stress)에 기인하여 발생하는 피로 예측을 가능하도록 압축 상태의 기여도를 포함하고 있습니다. Dang-Van 모델은 접촉 피로나 압축 하중의 평가에 적절하게 사용 가능합니다. 모델은 예를 들어 베어링이나 레일에서 관찰되는 스포올링에 앞서서 지반의 피로 진전을 예측할 수 있습니다.
Dang-Van 모델은 1D, 2D 혹은 3D모델에서 평가할 수 있습니다. 그러나 지반 피로 모델링 시, 3D 도메인 레벨에서의 평가가 가장 적절합니다. 피로해석은 많은 시간이 소요되는데, 최대 응력이 표면 아래 하부에 약 10~100[㎛]에 위치하고 있으며, 보다 정확한 해석결과를 도출하기 위해 깊이 방향으로 매우 조밀한 요소를 구성해야 하기 때문입니다. 여기에 더하여, 접촉압력이 곡면을 따라 전달되면, 보다 조밀한 요소를 곡면에 형성해 주어야 합니다. 그러나, 다중 코어 프로세스를 이용하면, 용이한 병렬 연산처리로 해석시간은 감소됩니다.
Application Library paths for examples that show subsurface fatigue modeling and the Dang-Van model:
Fatigue_Module/Stress_Based/standing_contact_fatigue
Fatigue_Module/Stress_Based/shaft_with_fillet
Fatigue_Module/Stress_Based/linear_guide
Parameterization of the Fatigue Models
대부분의 피로 모델 설정 사양이 매개변수화 되었습니다. 이는 매개변수 혹은 변수들이 피로 모델 설정에 배정되어 피로에서의 이들의 영향을 파라메트릭 해석을 통해 평가할 수 있기 때문입니다. 다만 두가지, 즉 Cumulative Damage에서의 Number of mean value bins 및 Number of range bins를 매개 변수화 할 수는 없습니다:
Application Library path for an example that shows the use of parameterization in a fatigue model:
Fatigue_Module/Stress_Life/bracket_fatigue
New Tutorial Model: Standing Contact Fatigue
상비 접촉 피로 시험(standing contact fatigue test)은 지반 레벨에서의 크랙 진전 현상에 사용되는 절차입니다. 이러한 시험에서, 구면 형상은 시험 재질에 대해 압축을 받고, 높고 낮은 압축 하중이 주기적으로 작용을 합니다. 두 물체 간에 병진 운동은 없습니다.
임의의 시간 경과 후, 표면 크랙은 평평한 표면에서 관찰될 수 있는데, 부품의 보다 심도 있는 분석을 통해 하부 레벨에서 크랙이 나타남을 확인할 수 있습니다. 형상의 표면 재질 물성이 다른 부위에 비해 경화됩니다. 이러한 표면 경화 절차는 재질의 강성(strength), 경도(hardened) 그리고 피로 특성에 영향을 주는 반면, 잔류응력(residual stresses) 또한 형상의 깊이 방향으로 도입이 됩니다.
피로 영향을 받은 재질은 뚜렷하게 세 개의 층으로 구분되어 관찰이 됩니다. 표면에 가장 인접한 층은 견고한 층을 형상하는 반면에, 중심부의 재질은 영향을 받지 않습니다. 이 두 개의 층 사이에서, 재질의 물성변화와 잔류응력의 큰 구배(gradient)를 나타내는 천이 영역(transition layer)이 존재합니다. 이러한 영향은 하중의 교번 하중이 작용하는 효과와 연동이 됩니다.
이 예제에서, 피로는 Dang-Van 모델을 이용하여 해석할 수 있습니다. 결과는 경화 과정 중에 있는 잔류 응력 및 구면 형상에서 요철형상에서 발생하는 소성 변형에 대한 구조 응답과의 조합으로 응력이 나타납니다. 그러므로 2차 응력 이력은 안정적인 하중 사이클로서 나타나며 부가 피로 해석(subsequent fatigue study)에서 사용됩니다.
Application Library path for the example tutorial model that demonstrates standing contact fatigue:
Fatigue_Module/Stress_Based/standing_contact_fatigue
New Tutorial Model: Rolling Contact Fatigue in a Linear Guide
리니어 가이드(linear guide)가 제조사의 사양 제한을 넘는 하중이 작용할 때, 관심사는 접촉하중으로 인한 피로 스포올링(fatigue spalling)을 도입할 지의 여부입니다. 이러한 시스템 해석에서, 전체 가이드 형상이 분석되고, 대부분 손상을 야기하는 접촉 하중은 레일 레이스웨이(rail raceway)에서 발생 가능성 있음을 시사합니다. 스포올링은 표면 하부에서 피로 균열에 의해 시작되는데, Dang-Van 모델에 근거한 피로 평가가 수행됩니다.
곡면에서 움직이는 접촉하중에 대한 피로 평가는 요소(controlled mesh)의 크기 조절이 요구됩니다. 요소 크기는 표면에서 접촉압력을 정확하게 계산할 수 있을 만큼 충분히 작아야 하며, 접촉압력은 접촉면이 작은 요소들로 구성되어 표면에 따라 작용합니다. 더욱이, 접촉 해석에서 최대 전단응력은 표면 영역에서 발견할 수 있는데, 조밀한 요소생성이 모델의 깊이에 따라 생성되어야 합니다.
이러한 도전 기술을 이 모델에서 나타내고 있습니다.
Application Library path for the example model that demonstrates rolling contact fatigue in a linear guide:
Fatigue_Module/Stress_Based/linear_guide
Updated Tutorial Model: Fatigue Analysis of a Non-Proportionally Loaded Shaft with a Fillet
이 예제는 Dang-Van 모델에 근거한 피로 평가 예측으로 확장되었습니다. 마지막으로, Matake, Dang-Van 모델이 차례로 해석되어 서로 비교하였으며, 차이점을 문서에서 다루고 있습니다.
Application Library path for the updated tutorial model:
Fatigue_Module/Stress_Based/shaft_with_fillet
Updated Tutorial Model: Bracket — Fatigue Evaluation
Bracket 피로 평가 예제 모델이 파라메트릭 해석을 추가한 모델로 확장되었습니다. 확장성은 피로 해석의 파라메트릭 해석으로 수행되는 방법을 순차적으로 설명하고 있으며, 이러한 특징을 사용하는 방법을 습득하는데 좋은 시작점을 내포하고 있습니다.
Application Library path for the updated bracket tutorial model:
Fatigue_Module/Stress_Life/bracket_fatigue
Multibody Dynamics Module Updates
Multibody Dynamics 모듈 사용자에게 COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a는 동력전달 및 차량관련 해석에 유용한 기어 모델링을 할 수 있는 기능을 추가하였습니다. 여러 가지 기어 부품을 손쉽게 모델링 할 수 있도록 Parts Library에 추가되었으며, 기어 관련 새로운tutorial models이 추가되어 사용자 주도로 적절히 적용할 수 있는 기능들을 소개하고 있습니다. 개선된 Multibody Dynamics 모듈에 대해 아래의 내용을 살펴보시기 바랍니다.
Modeling Gears
기어 모델링을 위한 기능들이 Multibody Dynamics 인터페이스에 추가되었습니다. 이로써 동력 전달계에 사용되는 기어 시스템을 모델링 할 수 있게 되었습니다. 이 인터페이스에 스퍼기어(Spur Gear), 헬리컬기어(Helical Gear), 베벨기어(Bevel Gear), 웜기어(Worm Gear), 스퍼랙(Spur Rack), 그리고 헬리컬랙(Helical Rack )을 포함한 몇 가지 유형의 기어와 랙을 모델링 할 수 있는 기능이 포함 되었습니다. Model Builder의 Model Tree에 추가된 기어쌍(Gear Pair), 웜과 휠(Worm and Wheel) 및 랙과 피니언(Rack and Pinion) 기능을 이용하여 서로 다른 기어 간의 연결이 가능 하게 되었습니다.
Model Builder에서, 기어는 강체(rigid body)로 정의합니다. 하지만, 기어들이 서로 연결되어 있을 경우 기어에 탄성관련 물성 정보 입력이 가능 해졌습니다. Model Builder에서, Gear Pair 노드의 하위노드로 Gear Elasticity 노드를 추가 하면 기어 해석에 필요한 요소강성(mesh stiffness), 요소감쇠(mesh damping), 접촉비(contact ratio)와 같은 탄성 물성 정보를 입력 할 수 있습니다.
기어 쌍은 정적전달 오차(static, transmission, loss)나 백래시(backlash)가 없는 이상적인 상태로 가정할 수 있습니다. 만약에 형상 오차나 형상의 수정으로 인해서 발생하는 정적전달 오차가 존재한다면 Gear Pair노드 하위에 Transmission Error 노드를 추가하여 구현 할 수 있습니다. 이러한 오차는 기어 멈춤, 축 정렬 불량, 혹은 기어 축의 이완현상(root relief) 등으로 인해서 발생 하게 됩니다. 이와 유사하게, 동적 시스템에 영향을 미치는 백래시 현상이 있을 경우 Gear Pair 노드 하위노드로 Backlash 노드를 추가 하여 계산 할 수 있습니다.
더욱이, Gear Pair 하위노드로 Friction 노드를 추가하면 접촉점에서 마찰력을 고려할 수 있습니다. 마찰력은 접촉지점에서 미끄러짐(slip)현상이 나타나게 될 경우를 모델링 할 때 주로 사용되는 힘입니다. 미끄러짐 현상은 각 기어의 축이 평행 혹은 교차하지 않는 경우나 기어간의 중심거리가 변화 할 때 발생 됩니다. Worm and Wheel Pairs는 완전한 조건임에도 미끄러짐 현상이 내제하는 예시 중의 하나 입니다.
Application Library에서 기어 모델을 보여주는 위치:
Multibody_Dynamics_Module/Automotive_and_Aerospace/differential_gear
Multibody_Dynamics_Module/Tutorials/gear_train
Multibody_Dynamics_Module/Tutorials/helical_gear_pair
Multibody_Dynamics_Module/Verification_Examples/bevel_gear_pair
Gears in the Parts Library
매개변수화(parameterized)하여 만들어진 기어 형상(gear geometries)이 Part Library에 추가되었습니다. 다양한 형상의 기어를 2차원 및 3차원 모델에서 생성하여 사용 가능 합니다. 톱니(gear tooth), 기어 블랭크형상(gear blank shape)을 설정하는 파라미터는 사용자가 직접 설정 하여 사용 가능 합니다. Parts Library 저장된 기어 형상은 톱니, 기어, 기어 쌍을 생성하거나 평행 혹은 평면 기어 트레인을 구성하는데 사용 가능 합니다.
사용 가능한 기어는 다음의 세가지로 구분 됩니다:
- External Gears
a.Spur Gear
b.Helical Gear
c.Bevel Gear
d.Worm Gear
- Internal Gears
a.Spur Gear
b.Helical Gear
- Spur Gear
a.Spur Rack
b.Helical Rack
a.Spur Gear
b.Helical Gear
c.Bevel Gear
d.Worm Gear
a.Spur Gear
b.Helical Gear
a.Spur Rack
b.Helical Rack
지원되는 모든 톱니 단면 형상을 만들기 위해서는 추가로 별도의 부품들이 있습니다.
New Tutorial Model: Differential Gear Mechanism
이 모델은 차량에서 사용되는 차동기어의 메커니즘을 해석한 사례입니다. 차동기어는 차량이 회전 시에 회전 안쪽 바퀴의 회전 보다 바깥쪽 바퀴의 회전을 빠르게 해주는 기능을 하는 장치입니다. 이 장치는 자동차가 회전 할 때 바깥 쪽이 안쪽보다 더 먼 거리를 이동해야 하기 때문에 발생하는 회전 수의 차이를 바퀴에 적용하고자 할 때 필요합니다. 두 구동 바퀴의 평균 회전 속도는 단순하게 회전 축에 입력되는 회전 속도와 같습니다. 어느 한쪽 바퀴의 회전 속도를 높이면 다른 쪽 바퀴의 속도가 감소 되면서 균형을 맞추게 됩니다.
시간 해석을 통해서 차량이 직선이나 곡선 이동 시에 차동기어의 움직임을 확인 할 수 있습니다. 직선 주행이나 곡선 주행 각 경우를 해석하여 각 부품들의 속도를 확인하고 안쪽과 바깥 쪽 바퀴의 각 속도를 계산하여 비교하면 차동기어의 메커니즘을 확인 할 수 있습니다.
Application Library path for the tutorial model that demonstrates differential gear mechanisms:
Multibody_Dynamics_Module/Automotive_and_Aerospace/differential_gear
New Tutorial Model: Vibrations in a Compound Gear Train
이 모델은 다양한 기어들로 구성된 기어 트레인에서 발생한 진동을 시뮬레이션 한 사례입니다. 기어 트레인에 사용된 스퍼기어는 강체 축에 지지되고 이 축의 끝단은 탄성체 외벽에 지지되어 있습니다. 기어는 지속적인 진동으로 인해서 발생되는 외력을 받는 탄성체로 가정 하였습니다. 시간 해석 기법을 이용하여 기어의 움직임과 외벽에서 진동을 계산 하였습니다.
기어의 접촉 해석은 기어 요소의 강성을 계산하는 방법을 사용하였습니다. 기어의 회전에 따라서 변화하는 기어 요소 강성 계산을 위해서 파라메트릭 해석을 진행하여 기어의 한 회전에 대한 요소 강성을 계산 하였습니다.
기어간의 접촉점과 톱니근에 주로 높은 응력이 발생 하게 되는데 이 예제에서는 기어 쌍에서 von Mises 응력 분포를 계산 하여 이를 평가 합니다. 기어의 요소 강성, 기어 변위, 진동으로 인해서 발생되는 외벽의 가속도 또한 계산 합니다.
Application Library path for the tutorial model:
Multibody_Dynamics_Module/Tutorials/gear_train
New Tutorial Model: Dynamics of Helical Gears
이 모델은 헬리컬 기어의 움직임에 대한 해석 사례입니다. 기어 요소를 강체 혹은 탄성체로 가정하고 계산 합니다. 시간해석을 통해서 고정된 기어 요소의 강성 효과, 변화되는 기어의 강성 효과, 접착력의 전달 오차, 기어의 각속도를 계산 합니다. 고유주파수 해석을 통해서는 강체와 탄성체 기어 쌍의 고유 진동수와 모드 형상을 시뮬레이션 합니다.
Application Library path for the tutorial model:
Multibody_Dynamics_Module/Tutorials/helical_gear_pair
New Tutorial Model: Forces and Moments on Bevel Gears
이 모델에서는 직선형 원뿔베벨기어를 시뮬레이션 한 사례입니다. 두 기어 중에 하나는 고정 되어 있고 다른 하나는 강체 봉에 힌지 조인트로 연결되어 있는 구조이고 기어는 강체로 가정 하고 해석을 진행 합니다. 강체 봉 또한 고정 기어의 축에 힌지 조인트를 이용하여 연결되어 있습니다. 시간 해석 기법을 이용하여 고정 기어의 축에 걸리는 모멘트와 힘을 계산 합니다. 이 해석의 결과는 다른 연구 논문의 결과와 비교 하여 평가 하였습니다.
Application Library에서 본 예제 모델의 위치:
Multibody_Dynamics_Module/Verification_Examples/bevel_gear_pair
Rotordynamics Module
COMSOL Multiphysics® 버전5.2a, 업데이트 2는 새로운 Structural Mechanics Module에 추가하여 불안정(instabilities) 및 공진 특성을 나타내는 비대칭 선형 특성의 회전기기에서 구성부품들의 모델링이 가능합니다. 하기의 Rotordynamics Module의 특징 및 기능을 살펴보십시오.
Simulating Rotating Machinery and Rotordynamics
Rotordynamics Module은 회전기기와 관련한 로터 및 구성부품들의 거동을 해석하는 모듈입니다. 이는 구성부품들의 고유진동수를 포함하고 있을 뿐 아니라, 불평형(unbalance)에 기인하지 않는 임계속도 및 공진을 야기하는 로터 작동도 포함하고 있습니다. 해석은 자동차, 항공, 발전기, 산업 및 가정용 기기 전반에 걸쳐 회전체를 고찰하는데 적용됩니다.
Rotordyanmcis Module을 Structural Mechanics Module에 추가하여, 로터, 베어링, 디스크에서의 공진, 응력, 변형율을 분석하고 작동한계 내에서의 상태를 유지할 수 있습니다.
Five New Interfaces for Modeling Rotordynamics
Model Wizard의 Structural Mechanics 노드 아래에 있는 Rotordynamics 노드에서 새롭게 추가된 다섯 가지 인터페이스를 소개합니다:
- 1. Solid Rotor: solid elements를 사용하여, 회전 기기에 대해 구성부품의 기여도를 3D 형상에서 이용할 수 있습니다. 비록 연산적으로 시간 소요가 필요하지만, 비선형 형상의 특성 효과도 포함할 수 있으며, spin softening, stress stiffening 효과를 고려한 저널 및 마운트에서 변형도 고려할 수 있습니다.
- 2. Beam Rotor: 로터를 빔으로 정의하여 연산을 보다 빠르게 효율적으로 할 수 있도록 하며, 회전기기의 부품을 포인트로 가정할 수 있습니다. 내재된 특성은 단면적이나 관성 모멘트가 물리현상을 정의하는데 사용됩니다. 여러분은 회전체 해석의 축방향 병진, 굽힘, 비틀림 성분을 분리할 수 있으며, 회전각속도에 따라 이들의 응답특성을 알아낼 수 있습니다.
- 3. Hydrodynamic Bearing: hydrodynamic bearing 모델링 시, 윤활막(lubricating film) 효과를 포함하고 있는 이러한 인터페이스는 베어링 특성값이나 다른 인터페이스와의 연성 모델링에 사용할 수 있습니다. 레이놀즈 방정식(Reynolds equation)을 계산하여, 저널과 베어링 간의 윤활류 효과를 분석할 수 있으며, plain, split-halves, multilobe, tilted-pad bearings, 혹은 사용자가 정의하는 유체 베어링으로 분류되어 있습니다.
- 4. Solid Rotor with Hydrodynamic Bearing: 3차원 로터 모델링 시, solid 요소에 근거하여 Solid Rotor 인터페이스를 이용하여 솔리드 요소(solid element)를 사용하여 모델링하며, Hydrodynamics Bearing 인터페이스를 이용하여 유체 베어링을 모델링 합니다.
- 5. Beam Rotor with Hydrodynamic Bearing: 로터의 근사화 모델링은 Beam Rotor 인터페이스를 이용하여 빔 요소(beam element)로 모델링하고, Hydrodynamic Bearing 인터페이스를 이용하여 유체 베어링을 모델링 합니다.
유체 베어링에 추가 사항으로, 회전체 구성부품의 거동 또한 집중 매개변수(lumped parameters)로 포함시킬 수 있습니다. 이는 저널베어링(journal bearings), 트러스트 베어링(thrust bearings), 그리고 지지구조물(foundations)을 포함하고 있습니다.
Analyze Your Rotordynamics Applications with a Variety of Study Types
Rotordynamics Module 사용 시, 정적 혹은 동적 특성은 로터와 함께 회전하는 프레임(corotating frame)에서 결정됩니다. 일반적인 구조 설정에서, 상이한 동적 해석은 관성력이 고려되지 않고 해석이 이루어 집니다. Rotordynamics 인터페이스는 동시회전 프레임(corotating frame)에서 지배방정식이 생성되고, 관성 효과의 일부는 이미 정하중으로 고려됩니다. 그래서, 정상상태하에서 회전하는 로터는 동적 해석을 요구하지 않습니다. 이러한 단순화는 Rotordynamics Module을 이용하면 기본적으로 제공되는 이점 중 하나입니다.
다른 한편으로, 중력과 같은spatial frame에 고정된 하중은 동시 회전 관점에서 볼 때, 주기적인 변화(harmonic variation)를 나타내어 동적 가진(dynamic excitation)으로 나타납니다.
- Stationary study
- Eigenfrequency study
- Frequency Domain study
- Time Domain study
- Transient with FFT study
Visualize Your Results with Dedicated Plot Types
아래와 같이, 새롭게 추가된 결과 출력 방법을 통해 해석결과를 보다 명확하고 간결하게 가시화 할 수 있습니다:
- Whirl plots: 이산화된 회전 간격에서 로터 회전축에 대한 모드 형상을 출력합니다.
- Campbell plots: 로터 회전에 대한 로터 고유진동수의 변화를 출력합니다. 정방향 선회(forward whirl)에서는 고유진동수가 로터 회전에 따라 증가하는 반면, 역방향 선회(backward whirl)에서는 로터 회전에 따라 고유진동수가 감소합니다.
- Waterfall plots: 로터의 회전각속도에 따른 주파수 스펙트럼(frequency spectrum) 및 진폭(amplitude)의 변화를 출력합니다: 로터의 특정 지점에 대한 3차원 궤적을 출력할 수 있는데, 이는 디스크(disk), 베어링(bearing) 등과 같은 구성부품과 종종 관련이 있습니다.
이밖에 여러분이 모델링 할 수 있는 기능에 대해 Rotordynamics Module 제품을 참조 바랍니다.
Acoustics Module Updates
Acoustics 모듈 사용자에게 있어서, COMSOL Multiphysics® version 5.2a는 초음파 모델링(ultrasound modeling)에 대한 discontinuous Galerkin method에 근거한 새로운 인터페이스를 제공하고 있는데, 소형 덕트 내에서 전파(propagating), 비전파(non-propagating) 해석, 스피커 해석을 위한 새로운 Directivity 출력을 분석하는 인터페이스가 그것입니다. Acoustics 모듈의 보다 상세한 내용은 아래와 같습니다.
Discontinuous Galerkin Method for Large Time-Dependent Acoustic Wave Simulations
Efficient Modeling of Large Acoustic Simulations in the Time Domain
Acoustics 모듈에서, 외연적분해석(explicit solver)을 이용하여 시간 도메인 내에서 거대 음향 모델해석을 위한 새로운 인터페이스가 있습니다. 이는 discontinuous Galerkin method(DG-FEM 혹은 단순히 DG라고 알려진)에 근거하며, 메모리 사용에 있어서 매우 효율적인 결과를 낳는 시간-외연적분솔버(time-explicit solver)의 사용이 가능합니다. 이러한 새로운 인터페이스는 Converted Wave Equation, Time Explicit인터페이스라 불리며, physics 선정 시 Model Wizard 페이지에서 Ultrasound 노드에서 찾을 수 있습니다.
인터페이스는 파장 길이 대비 큰 크기의 모델에 대해 정적 배경 흐름(stationary background flow)의 포함 여부 유무에 따른 과도 선형 음향 문제(transient linear acoustic problem)를 해석하는데 사용됩니다. 적용 범위는 초음파 유량계, 초음파 거리 센서, 그리고 그 밖의 시간경과(time-of flight)가 중요하게 작용하는 초음파 센서가 있습니다. 예제는 초음파 문제에 국한하지 않고 공간 내에서의 음장 혹은 차실 내에서의 가청 펄스의 과도 전파(transient propagation)를 포함하고 있습니다.
Converted Wave Equation, Time Explicit 인터페이스는 흡음하는 경계면 조건과 유사한 기능을 갖는 흡차음실(anechoic surrounding)을 묘사할 수 있는 Absorbing Layers Domain 특징과 관련이 있습니다. 이러한 인터페이스는 단열 조건(adiabatic state)이나 종속변수가 음압이며 음속 섭동(acoustic velocity perturbations)이라는 가정 하에 선형오일러 방정식을 계산하는 것입니다. 배경 흐름(background flow)은 미세한 속도 구배(velocity gradients)를 포함하는 정적 흐름으로 가정 할 수 있습니다. 기계적인 손실은 포함하지 않습니다.
여기서 소개하는 모델은 초음파 유량계(시간 흐름 특성)로서, 채널 내에서 평균속도 10[m/s]의 유속 흐름이 있으며 2-MHz 신호가 전파되는 것을 나타냅니다. 3D 모델은 Acoustic 모듈 Application Library(Ultrasound Flow Meter with Generic Time-of-Flight Configuration)에서 이용 가능하며, 10GB 메모리 사용으로 16,000,000개 자유도(DOF)를 갖는 모델을 계산합니다.
Application Library path for an example that uses the new discontinuous Galerkin method and Convected Wave Equation, Time Explicit interface:
Acoustics_Module/Ultrasound/ultrasound_flow_meter_generic
Application Library path for an example that uses the new Convected Wave Equation, Time Explicit interface together with the Absorbing Layers domain feature:
Acoustics_Module/Tutorials/gaussian_pulse_absorbing_laye
모델의 대칭면에서 연속적으로 발생하는 압력 파형을 나타내는 동영상 |
변형을 포함하여 모델의 대칭면에서 Gaussian 압력 펄스를 나타내는 동영상. 음파는 메인 흐름 채널의 왼쪽 및 오른쪽 부위 흡음 영역에서 흡수됩니다. |
New Convected Wave Equation, Time Explicit Interface
새로운 Convected Wave Equation, Time Explicit 인터페이스는 다음과 같은 도메인 혹은 경계면 설정 조건들을 포함하고 있습니다:
- Convected Wave Equation 모델: 모델의 지배방정식 정의
- Sound Hard Wall: hard boundaries/walls 정의
- Initial Values: 종속 변수에 대한 초기값(initial value) 정의
- Domain Sources: 유체에 인가하는 외력을 도메인 소스로 추가
- Pressure: 외부 경계면에 압력 소스 정의
- Symmetry: 모델 대칭면 적용
- Normal Velocity: 트랜스듀스와 같은 진동면을 갖는 외부 경계면에 소스 정의
- Acoustic Impedance: 모델에서 임피던스 조건 혹은 단순 방사 조건의 사용
- General Flux/Source: DG framework에서 외부 경계면에 있는 generalized flux 설정
- General Interior Flux: 주어진 DG framework에서 generalized interior flux 조건 설정
New Absorbing Layers Domain Condition
흡음영역(absorbing layers) 혹은 스폰지 영역(sponge layers)이라 불리는 영역에 대한 계산 영역을 줄일 수 있습니다. 흡음 영역은 아래의 세 가지 특징을 가지고 작용합니다:
- 음향 전파 저감을 나타내는 스케일링 시스템 기능
- 고주파 성분을 제거하는 흡음 영역 내에서의 필터링 기능
- 외부 1차 무반사 조건(임피던스 조건)
이러한 조건들이 조합되어 있을 때, 가상적으로 반사파의 크기는 성분을 1000까지 줄일 수 있습니다. 여기서 나타내는 것은 2차원 균일 흐름 내에서 Gaussian Pulse의 동영상을 나타냅니다: Converted Wave Equation 및 Absorbing Layers 모델은 외부로 방사되는 음향 펄스가 흡음 영역에서 저감되는 것을 나타냅니다.
Application Library path for an example that uses the new Absorbing Layers domain feature:
Acoustics_Module/Tutorials/gaussian_pulse_absorbing_layers
Gaussian Pulse…Absorbing Layers” tutorial model의 압력 펄스 동영상. 좌: 흡음 영역을 포함하는 도메인에서의 해석 동영상. 우: 물리 영역만을 포함한 도메인의 계산 동영상 |
New Tutorial Model: Ultrasound Flow Meter with Generic Time-of-Flight Configuration
작동유체가 재질 혹은 에너지의 전달 매체로 사용되는 경우에 유속은 중요한 변수로 작용합니다. 유속 결정을 위한 전파 시간(time-of-flight) 혹은 과도 시간법(transient-time method)에서, 초음파 신호는 비침습적(noninvasively) 속도 결정을 위해 파이프 내부에서 주요 흐름(main flow)을 가로질러 전달됩니다. 주요 흐름에 대해 임의의 각을 이루면서 신호가 전달되는 경우, 초음파 신호는 주요 흐름의 방향으로 움직이면 음속보다 빠르게 진행하며, 혹은 주요흐름에 반대로 움직이면 음속보다 느리게 됩니다. 두 가지 방향에 있어서 흐름시간(travel times) 차이는 주요 흐름의 속도에 따라 선형적으로 증가합니다. 이러한 유형의 유량계(flow meters)는 빈번한 사례를 찾을 수 있는데, 특히 공장 설비가 그것입니다.
예제에서, 우리는 Acoustic 모듈에서 generic wetted transient-time ultrasound flow meter 예제의 해석방법을 기술하였습니다. 모델 설정은 하류를 횡단하는 신호의 과도 문제를 계산합니다. 우선 CFD 모듈을 이용하여 유량계에서 정상상태(steady-state)의 배경흐름을 계산합니다. 상류로 이동하는 신호는 우선 계산되어 데이터로 불러오기 합니다. 도착시간의 차이는 주요 흐름 속도를 예측하는데 사용됩니다. Ultrasound 하부에서 볼 수 있는 Convected Wave Equation, Time Explicit 인터페이스는 고주파 영역에 잘 부합합니다. 이러한 인터페이스는 discontinuous Galerkin method(DG-FEM)에 근거합니다.
Application Library path:
Acoustics_Module/Ultrasound/ultrasound_flow_meter_generic
NOTE: 이 모델은 Acoustics 모듈과 CFD 모듈 혹은 Heat Transfer 모듈이 필요합니다.
New Tutorial Model: Gaussian Pulse in 2D Uniform Flow: Convected Wave Equation and Absorbing Layers
다음 예제는 선형 오일러(Euler) 유사 시스템에 대한 스폰지 영역과 무반사(nonreflecting) 조건에 대한 표준 시험 및 벤치마킹을 해석한 것입니다. 이는 2차원 균일 흐름에서 과도 가우시안 펄스의 전파를 포함하고 있습니다. Convected Wave Equation, Time Explicit 인터페이스는 단열 상태로 선형화 오일러 방정식을 계산하고 무한 영역 모델링을 위해 흡음 영역 특성을 사용합니다.
음향 펄스는 계산 도메인의 중심에서 초기 가우시안 분포로 도출됩니다. 펄스는 고 마하 수 등류 에서 전파됩니다. 문제에 대한 이론적 계산값이 존재하여 해석결과의 유효성을 검증하였으며, 잘 일치함을 나타내고 있습니다.
모델은 또한 설정방법 및 흡음 영역의 사용법에 대해 나타내고 있습니다. 이러한 흡음 영역의 사용은 입사진폭의 1/1000th 에 대해 가상의 반사파를 감소시킬 수 있습니다.
Application Library path:
Acoustics_Module/Tutorials/gaussian_pulse_absorbing_layers
New Thermoviscous Acoustics, Boundary Mode Physics Interface
스마트폰이나 소형 전자 장치의 음향해석에서, 점성손실(viscous losses) 및 열전달(thermal conduction)의 효과는 벽면 근방에서의 경계조건이 존재하여 중요한 요인이 됩니다. 이러한 영역 두께는 점성 및 열 침투 깊이로 알려져 있습니다. Thermoviscous Acoustics, Boundary Mode 인터페이스는 도파관(waveguide)이나 덕트(duct)내에서 전파(propagating) 혹은 정류 (nonpropagating)모드를 계산합니다. 인터페이스는 경계면, 입구, 도파관 단면, 혹은 소형 덕트에서 경계 모드(boundary mode)해석을 합니다. 열 및 점성손실을 포함한 경우, 이는 벽면 근방의 음향 경계면에서 중요한 인자로 작용 합니다. 인터페이스는 압력, 속도, 온도뿐 만 아니라 면외(out of plane) 파동수와 같은 음향 인자에 대해 계산합니다.
소형 덕트와 함께, 보청기 및 모바일 장치는 Thermoviscous Acoustics, Boundary Mode 인터페이스가 덕트 단면의 임피던스 및 파동수(wave number)를 해석하는데 사용될 수 있습니다. 이는 Pressure Acoustics, Frequency Domain 인터페이스의 homogenized Narrow Region Acoustics 입력값으로 다음 단계에서 사용됩니다.
이러한 인터페이스는 3차원, 2차원축대칭 모델에서 이용할 수 있으며, 경계면에 적용됩니다. 지배방정식은 특정 주파수 및 조용한 배경 조건 하에서 면외 파장수에 대해 Navier-Stokes equations (linearized continuity, momentum, 및 energy equations)으로 계산됩니다.
Background Acoustic Fields in Thermoviscous Acoustics (Scattered Field Formulation)
Thermoviscous Acoustics 인터페이스는 산란장(scattered field) 방정식 선택사양을 포함하고 있습니다. 이는 배경 음향장(background field)을 모델링에 추가할 수 있음을 의미합니다. 배경음향장은 User defined 혹은 Plane wave 방정식을 이용할 수 있습니다.
User defined 는 압력, 음향속도 그리고 온도 변수에 대해 직접 정의하는 것입니다. 이들은 다른 배경 음향장 모델에서 가져올 수 있습니다. Plane wave 사양은 물리적으로 일정한 점성 및 열의 침투를 갖는 평면파를 정의합니다.
이러한 특성으로, 열 및 점성 손실이 중요한 혹은 소형 구조체(음향 경계면에 비해 작은)의 산란을 연구함에 있어 전달 문제를 모델링 하는데 단순 소스를 생성할 수 있습니다. 보다 진보한 예제로는, 도파관의 입구영역에서 소스가 되는 Thermoviscous Acoustics, Boundary Model 인터페이스와 함께 사용될 수 있습니다.
Application Library path for an example that uses the new Background Acoustic Fields in Thermoviscous Acoustics feature:
Acoustics_Module/Tutorials/transfer_impedance_perforate
New Tutorial Model: Transfer Impedance of a Perforate
천공판은 미세한 구성의 배열을 갖는 판재입니다. 이들은 머플러 시스템에 사용되어 소리를 흡수하는 패널로 사용되며 정밀한 감쇠 제어를 요구하는 모델에 사용됩니다. 천공들의 크기가 작아짐에 따라, 점성 및 열적 손실은 보다 중요하게 작용합니다. 주파수 의존 감쇠거동은 천공 크기 및 분포 선정으로 제어할 수 있습니다.
천공판이 이론적으로 오랫동안 연구되어 온 반면, 분석 혹은 준분석 (semianalytical) 모델은 단순 형상 측정에 대해서만 적용될 수 있었습니다. 천공이 경사각을 갖거나 천공 분포가 울퉁불퉁하다면, 천공이 다양한 단면형상을 갖는 시스템에 대해서는 수치적 접근이 필요합니다.
이 예제는, Thermoviscous Acoustics, Frequency Domain 인터페이스를 이용하여 자세하게 모델링 하였습니다. 높은 음압이 존재하거나 혹은 유동(천공 구멍을 관통하는)이 있는 영역에서 비선형 손실 메커니즘이 발생하지만, 점성 및 열전달에 기인한 선형효과만 이 모델에서 다루었습니다. 전달임피던스 (transfer impedance), 표면에 수직한 임피던스(surface normal impedance) 그리고 시스템의 감쇠계수(attenuation coefficient)가 결정됩니다.
전달임피던스 결과를 준분석 모델과 비교하였습니다. 상세 모델에서 계산된 전달임피던스는 Pressure Acoustics, Frequency Domain 인터페이스에 있는 interior impedance 조건을 이용하여 거대 시스템 해석에 적용할 수 있습니다.
Application Library path:
Acoustics_Module/Tutorials/transfer_impedance_perforate
New Name for Thermoacoustics: Thermoviscous Acoustics
COMSOL Multiphysics® 버전5.2a에서는 Thermoacoustics 인터페이스가 Thermoviscous Acoustics로 변경되었습니다. 이들 인터페이스는 크기가 작은 구조체에서 열, 점성 및 음향 손실을 상세하게 모델링 하는데 사용됩니다. 다시 말해 열, 점성음향 경계 영역에서의 손실이 중요한 요인으로 작용하는 모델에 적용됩니다. 이러한 예제는 마이크로폰 모델링, 모바일폰, 보청기, 소형 트랜스듀서 등이 있습니다. Thermoacoustics 는 음향의 한 분야로서, 음파를 이용한 냉각(cooling) 및 가열(heating)을 다룹니다. 그러므로 Thermoviscous Acoustics인터페이스로 수행한 모델링이 물리현상을 보다 적절하게 표현합니다.
다음과 같은 새로운 인터페이스가 있습니다:
- Thermoviscous Acoustics, Frequency Domain
- Thermoviscous Acoustics, Boundary Mode (새로 나온 interface)
- Acoustic-Thermoviscous Acoustic Interaction, Frequency Domain
- Thermoviscous Acoustic-Structure Interaction, Frequency Domain
New Directivity Plot
새로운 Directivity 플롯 유형을 통해 오디오 엔지니어가 스피커의 주파수 및 위상각 함수로 국부 응답을 묘사할 수 있게 되었습니다. 이는 스피커 및 전계음향 트랜스듀서(electroacoustic transducer) 해석에서 중요한 사항입니다. 이러한 형식으로 국부 응답의 표현은 스피커 산업에서 매우 흔한 일이며 측정 데이터는 종종 동일한 형태로 표현됩니다. 출력 결과물은 모델 데이터에 대해 깊은 통찰력을 갖도록 하는 많은 형태들을 포함하고 있습니다. 몇 가지 유형의 특징들은:
- Normalization: 입력 음압 레벨은 최대값(각 주파수에 대해)에 대해 특정 극좌표에 따라 정규화하거나 혹은 정규화하지 않고 출력할 수 있습니다.
- Evaluation: evaluation circle은 임의의 공간상의 위치에서 정의가 가능하며 0도로 설정된 기준 방향에 대해 정의가 가능합니다.
- Coloring and Style: 작성 평면, 라인 혹은 추가 라벨로 데이터를 작성합니다. 이는 축의 레이아웃을 활성화하는 것이 간단하며 x 혹은 y축에 주파수를 둘 수 있습니다.
Background Acoustic Fields in Linearized Navier-Stokes and Euler (Scattered Field Formulation)
Linearized Navier-Stokes, Frequency Domain 그리고 Linearized Euler, Frequency Domain 인터페이스가 산란장 방정식 선택으로 이용할 수 있습니다. 이 선택은 여러분이 배경 음향장을 모델링에 추가할 수 있도록 합니다. 배경음향 장은 압력, 음향속도, 온도 변수에 대해 사용자 정의로 입력이 가능합니다. 이는 임의의 파장 유형을 정의하는 분석적인 표현일 수 있으나, 또한 다른 음향 모델의 결과일 수 있습니다.
본래, Linearized Euler 인터페이스에서 Incident Acoustics Fields라 불렸으며, 이는 개선되어 Background Acoustics Fields로 알려져 있습니다.
Ray Acoustics: Compute Ray Power and Surface Sound Pressure Level (SPL)
새로이 개선된 해석 기능이 음향광 파워(Ray Power)에 대한 Ray Acoustics 인터페이스가 추가되었습니다. 음향광의 강도 계산을 위해 아래와 같이 네 가지 선택사양이 있습니다:
- Compute intensity (이전 버전 Using principal curvatures)
- Compute intensity and power
- Compute intensity in graded media (이전 버전 Using curvature tensor)
- Compute intensity and power in graded media
음향광 선택사양에 있어서, 여러분은 Wall 조건에 Sound Pressure Level Calculation을 추가할 수 있는데, 흡음 계수(absorption coefficient)와 같은 표면 물성 효과를 포함한 평면 음압 레벨을 계산할 수 있습니다. 여러분은 이러한 변수들을 출력하기 위해 Results를 손쉽게 이용할 수 있습니다.
Application Gallery entry for an example that computes ray power and surface sound pressure level:
Linearized Navier-Stokes, Frequency Domain 그리고 Linearized Euler, Frequency Domain 인터페이스가 산란장 방정식 선택으로 이용할 수 있습니다. 이 선택은 여러분이 배경 음향장을 모델링에 추가할 수 있도록 합니다. 배경음향 장은 압력, 음향속도, 온도 변수에 대해 사용자 정의로 입력이 가능합니다. 이는 임의의 파장 유형을 정의하는 분석적인 표현일 수 있으나, 또한 다른 음향 모델의 결과일 수 있습니다.
Ray Acoustics: Meshless Ray Tracing
Ray Acoustics 인터페이스는 매개체가 균일한 물성을 갖는다면 더 이상 요소를 필요로 하지 않습니다. 이러한 경우, 주변 매개체에 대한 물성 매개변수는 전역적(globally)으로 정의될 수 있습니다. 한 가지 요구사항은 모델이 벽면 조건(wall), 재질 불연속성(discontinuity)과 같이 적어도 하나 이상의 경계조건을 포함하고 있어야 합니다. 음향광은 요소가 없는 공간에서 전파되며, 모델의 외부로 퍼져 나갈 수 있습니다. 이것은 large concert hall 예제에서 사용되었습니다.
New Options for Cone-Based Release
초기 방향(initial directions)으로 원뿔 분포를 갖는 음향광(ray)이 방사될 때 이용 가능한 몇 가지 선택사양이 있습니다. 여러분은 음향 벡터 공간에서 균일한 밀도의 음향을 방사할 수 있는데, 각 음향광은 동일한 구조 각에 대해 대향(subtend)할 수 있습니다. 대안으로, 여러분은 개별적으로 극방향, 방위 방향에서 음향광 밀도를 명시할 수 있습니다. 축방향 음향광의 포함 유무에 무관하게 한계(marginal) 음향광만을 방사하는데 내장 선택사양(Built-in options)을 사용할 수 있습니다.
Spherical and Cylindrical Waves in Background Pressure Fields and Incident Fields for Pressure Acoustics
Pressure Acoustics, Frequency Domain 인터페이스에서, Background Pressure Field 및 Incident Pressure Field 특성(방사 조건에 대한 부가 노드)이 cylindrical, spherical waves를 포함할 수 있도록 확장되었습니다. 이는 복잡한 입사파나 배경음향장(background acoustic fields)을 설정하는데 용이합니다. 외부 포인트 소스나 미소 진동 구조체에 의해 생성된 음향장은 모노폴(monopole)타입 소스로 근사화할 수 있습니다.
Electroacoustic Couplings for Loudspeakers
코일과 같은 트랜스듀서에서 사용되는 전자계 연성이 단순화와 확장성에서 개선 사항이 있습니다. 이는 스피커 드라이버를 모델링 할 경우 중요합니다. 코일 영역은 3차원 혹은 2차원 축대칭 형상에서 속도(Lorentz 항목)를 지원합니다. 구조부문에서는, 로렌쯔힘을 관성력(Body Load)으로 자동으로 선택할 수 있습니다. 이는 Application Gallery 및 Application Libraries에서 Loudspeaker Driver 예제를 통해 확인할 수 있습니다.
Application Library path for an example that uses the improved Multi-Turn Coil domain feature:
Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/loudspeaker_driver
Updated Tutorial Model: Loudspeaker Driver
스피커 드라이버 모델이 업데이트 되었으며 무빙코일 및 영구자석 사이에 전자계 연성을 자동으로 설정하여 사용할 수 있습니다. 속도(Lorentz 항목)항이 코일 영역에 추가되고 로렌쯔 힘 분포가 구조의 경계면 하중(Boundary Load)으로 선택 합니다. 모델링 함에 있어 다중물리 현상을 연동하는 사용자 정의 방정식이 불필요하게 되었습니다.
NOTE: This model requires the Acoustics Module and the AC/DC Module.
Application Library path:
Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/loudspeaker_driver
Logarithmic and ISO Preferred Frequencies Options for Frequency Sweeps
Study 노드에서 주파수 스윕(sweep)을 정의하는 새로운 두 가지 방법이 추가되었습니다:
- Logarithmic: 시작, 종료, 그리고 증분(increment) 주파수를 입력합니다. 이것은 COMSOL Multiphysics®에서 이용 가능하며, 추가 모듈은 필요로 하지 않습니다.
- ISO preferred frequencies: 시작 및 종료주파수를 선택하고 요구 증분 주파수(Octave, 1/3 Octave, 1/6 Octave, 1/12 Octave, and 1/24 Octave)를 입력합니다
.
a. 1/3 octave 주파수 정의는 ISO 266 표준에 준합니다. 이러한 표준 선택사양은 1/6 Octave, 1/12 Octave 및 1/24 Octave 증분을 정의하기 위해 선호하는 ISO 3 (series R20, R40, R80) 에 준한 주파수 선정으로 확장되었습니다. 여러분은 이를 이용하기 위해 Model builder 툴바에 있는 Show > Advanced Study Options 을 선택해야 합니다.
Updates to Perfectly Matched Layers (PMLs)
사용자 요구 조건에 부합하는 Perfectly Matched Layer 설정을 위한 몇 가지 선택사양이 추가되었습니다:
- 이 선택 사양이 solver에서 활성화/비활성화 설정함으로써, 음원이 계산되는 음장에서 산란문제를 모델링하는데 유용하게 사용할 수 있습니다.
- 사용자 정의 형상 유형의 선택사양은 PML이 비정형 형상(nonstandard geometry)이면 이용 가능하며, 자동 PML 형상 추적이 불가능할 경우에도 사용이 가능합니다.
- 여러분은 PML scaling을 정의하는데 user-defined coordinate stretching 함수를 선택할 수 있습니다. 이것은 PML 내에서 scaling을 맞출 수 있는데, 예를 들어, 특정 물리현상에서 효과적으로 흡음을 변경할 수 있습니다.
Other Enhancements and Important Bug Fixes
사용자 요구 조건에 부합하는 Perfectly Matched Layer 설정을 위한 몇 가지 선택사양이 추가되었습니다:
- 0도를 정의할 수 있는 기준 방향 설정을 위한 새로운 선택사양을 포함한 Far-Field 플롯이 개선되었습니다.
- Compressible Potential Flow 인터페이스에서 온도 선택사양을 계산합니다.
- Compressible Potential Flow 인터페이스에 interior Wall(Slip Velocity)와 Mean flow Velocity Potential와 같은 새로운 두 가지 경계 조건이 추가되었습니다. 더욱이, 유동 내에서 온도장(temperature field)을 자동으로 계산할 수 있는 선택사양이 있습니다.
- 두 가지 새로운 열경계 조건은 Thermoviscous Acoustics, Frequency Domain 인터페이스에 추가되었습니다:
- Heat Flux 는 충격 열원이 음향 전파를 야기할 때 사용됩니다.
- Interior Temperature Variation 조건은 펄스 전류(pulsing current)에서 발생한 저항열(resistive heating)로 발생한 조화온도 변화(harmonic temperature variation)를 갖는 박판 모델에 적용됩니다.
- Linearized Euler 인터페이스 내에서 배경음향장(Background Acoustics Fields)에 대한 Incident Acoustics Field의 이름을 재 명명하였는데, suffix_i을 포함하여 모든 변수들이 _b로 변경되었습니다.
- Linearized Navier-Stokes 및 Linearized Euler 인터페이스에서의 시간관련 변수들은 p_t가 pt로, u_t가 ut로, rho_t가 rhot로, T_t가 Tt로 변경되었습니다.
- Acoustic Diffusion Equation인터레이스에서 두 가지 포인트 소스가 추가되었습니다.
Updated Tutorial Model: Acoustic Streaming in a Microchannel Cross Section
미세유체 시스템과의 구성에서 개선사항이 생체 세포나 다른 미세입자 혹은 혼합공정에서 있었습니다. 이들은 유동에서 파생되는 음향복사힘(acoustic radiation forces)이나 점성저항(viscous drag)을 통해 구현할 수 있습니다.
- 유동: Navier-Stokes 방정식, 음향흐름(acoustic streaming)이라 불리는 전체 시간 평균 흐름(time-averaged flow)이 발생하는 유동조화가진(harmonic perturbation of the flow)에서 비선형 항에 기인합니다.
- 방사힘(Radiation Force): 지배방정식 내에서 비선형 항목에 기인하여, 운동방정식은 음향장에서 입자로 전달될 수 있습니다.
a. 음향 흐름은 2차(비선형) 음향 효과 성분으로 두 가지 형태로 해석될 수 있습니다:
i. 비선형 Navier-Stokes을 직접 계산하는 방법입니다.
ii. 혹은 여기서 보인 바와 같이 time scales을 분리하는 방법입니다.
a. 입자에 작용하는 힘-음향방사힘(acoustic radiation force)
여기서 입자의 궤적은 점성항력(유동 흐름에서 발생)과 음향방사힘(acoustic radiation force)간의 균형에 의해 좌우됩니다. 이 모델은 COMSOL Multiphysics®에 있는 Acoustic 모듈을 이용하여 모델링 하는 방법을 나타냅니다.
Application Gallery link:
미세유체 시스템과의 구성에서 개선사항이 생체 세포나 다른 미세입자 혹은 혼합공정에서 있었습니다. 이들은 유동에서 파생되는 음향복사힘(acoustic radiation forces)이나 점성저항(viscous drag)을 통해 구현할 수 있습니다.
Acoustic Streaming in a Microchannel Cross Section
유동저항 및 방사힘의 영향하에 있는 미소입자의 궤적에 대한 동영상 |
Updated Tutorial Model: Poroelastic Waves with Thermal and Viscous Losses (Biot-Allard Model)
공기로 채워진 다공성 매질 내에서 압력파 및 탄성파의 전파가 있는 예제에서, 열 및 점성손실은 중요한 문제로 대두됩니다. 이는 방 내에서의 음향 해석이나 차량 내부에서의 라이닝 재질에 있어 흡음 효과에 전형적인 문제입니다. 이들은 또한 자동차 산업에서 머플러의 다공성 재질에서 발생합니다.
대부분의 경우, 이러한 재질은 Pressure Acoustics 인터페이스에서 수행하는 Poroacoustic 모델(유동 모델과 유사하게)을 이용하여 모델링 할 수 있습니다. Poroacoustic 모델은 모든 효과들을 반영하지 않고, 때로는 porous matrix 내에서 탄성파(elastic waves)를 포함할 필요가 있습니다. 이는 소위 poroelastic wave모델에 대해 Biot-Allard 이론으로 이들을 대응하게 됩니다.
Acoustic 모듈의 Poroelastic Waves 인터페이스는 고전적인 Biot이론에 근거합니다. 이 모델은 포화매질(saturating fluid)이 유체(물)이며, 단순히 점성손실만을 포함하고 있습니다. 입력되는 재질 물성값은 음향학적인 절연을 제공하는 것과는 다른 것입니다. 이는 Poroelastic Wave 인터페이스가 Biot-Allard이론으로 묘사되는 열 및 점성 효과를 포함하는 맞춤식 인터페이스입니다.
Application Gallery link:
Poroelastic Waves with Thermal and Viscous Losses (Biot-Allard Model)
Updated Tutorial Model: Sonic Crystal
음향관련 결정체(phononic and sonic crystal)은 매우 다양한 기술분야에서 과학적인 관심사를 유발합니다. 이러한 결정체는 행렬에 근거한 산란의 주기적 분포를 생성합니다. 임의 조건 하에서, 음향 밴드갭(band gaps)이 형성됩니다. 이들은 음파의 확산을 억제하는 스펙트럼 밴드입니다.
이 예제는 우선 음향 결정을 해석하고 이의 밴들 구조를 결정합니다. 그리고 나서, 모델은 유한 크기의 결정을 통해 전달 손실을 분석하고 밴드 구조와 비교합니다.
Application Gallery link:
Updated Tutorial Model: Acoustic-Structure Interaction and Air Flow in Violins
이전에 있어, 바이올린에 있는 음향 구멍은 길게 늘어진 둥근 형상이었습니다. 바이올린의 저음은 이러한 구멍을 통해 방출됩니다. 진동하는 바이올린 몸체에서 발생하는 소리는 이보다 높은 고주파 소리인데, 이 몸체 안에 공기도 울려 나오는 소리 또한 포함되어 있습니다.
Application Gallery entry에는 두 개의 예제가 있습니다. 첫 째는 acoustic-structure 연성으로 공기 모드 공진이 바이올린 몸체와 연동하여 진동하는 것이 어떻게 영향을 미칠 지를 다루고 있습니다. 나머지 예제는 potential flow approximation을 사용하여 길게 늘여진 홀을 통해 흘러 나오는 공기가 형상과 어떤 연관성이 있는지를 고찰하는 것입니다.
이러한 모델과 관련하여 블로그 “Analyze Violin Tone and Volume with Multiphysics Modeling“에서 보다 상세하게 다루고 있습니다.
Application Gallery link:
Acoustic-Structure Interaction and Air Flow in Violins
Updated Tutorial Model: Energy Conservation with Thermoviscous Acoustics
작은 크기의 간섭물을 포함하는 구조체 내에서의 음향 전파는 벽면 근처에서 점성 및 열손실의 영향을 받게 됩니다. 이러한 손실은 상기 언급한 구조물에서의 음향 거동을 모델링 할 때 고려될 사항입니다.
이 예제는 매우 협소한 입구 및 출구를 갖는 Helmholtz 공명기를 모델링 하는데 에너지 보존 현상을 고려합니다. 협소한 구간에서의 음향은 열 및 점성 소실을 고려한 상세한 해석을 위해 Thermoviscous Acoustics를 이용하여 모델링 합니다. 에너지 보존 검증하기 위해, 모델은 음향 벽면에서 전체 입력값 대비 출력값을 뺀 값과 전체 소산 에너지(total dissipated energy)와 비교 합니다.
Thermoacoustics 이론에 대한 보다 상세한 논의는 블로그 “Theory of Thermoacoustics: Acoustics with Thermal and Viscous Losses“에서 다루고 있습니다.
Application Gallery link:
Energy Conservation with Thermoacoustics
Updated Tutorial Model: Sub-Component Lumping in Acoustics Using the Impedance Boundary Condition
이 예제는 Acoustic 모듈에서 파생되는 물리적으로 단순화된 모델에 대해 접근하는 방법을 설명하고 있습니다. 이는 복잡한 임피던스 경계조건에 대해 부가 부품(subcomponents)을 변화하는 접근법이며 달리 표현하면 단순 acoustics를 이용하는 방법입니다. 이러한 접근법을 통해 해석시간을 단축시킬 수 있습니다.
여기서 다루고 있는 예제는 메인 덕트와 Helmholtz resonator로 구성되어 있는 단순화된 머플러 시스템과 같은 것입니다. 공명기 내의 음향은 thermoviscous acoustics로 모델링 할 수 있는데, 점성(viscous)과 열손실(thermal losses)이 중요하게 작용하기 때문입니다. 이 예제의 목적은 임피던스 모델을 포함한 thermoviscous acoustic 도메인을 하나로 합치는 것입니다.
이 예제는 복잡한 음향 모델에서 임피던스 경계조건을 도출하는 방법과 더불어 새롭고 단순한 모델에서 이러한 임피던스를 추출하는 방법을 순차적으로 설명하고 있습니다. 이에 더하여, RCL 모델에서 최적의 임피던스 도출을 위해 Optimization 모듈 사용법을 상세하게 설명하고 있습니다. 자료는 두 번째 접근방법이 모델 내에서 추가적인 통찰력을 유추하는 방법에 대해 논의하고 있습니다.
Application Gallery link:
Sub-Component Lumping in Acoustics Using the Impedance Boundary Condition
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CFD Module Updates
CFD 모듈 사용자들을 위해서, COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a 에서는 비 등온 유체(nonisothermal) 시뮬레이션, CFD 어플리케이션에서 중력을 적용할 수 있는 방법, Boussinesq 근사치를 통한 비압축성 비등온 유동 및 그 외 경우에서 빠른 계산을 수행할 수 있도록 새로운 옵션들을 제공합니다. CFD 모듈에 대한 업데이트를 아래에서 보다 자세하게 살펴보고자 합니다.
Weakly Compressible Flow Option
Compressibility의 새로 도입된 Weakly compressible flow 옵션은 압력에 대한 밀도 변화를 무시할 수 있는 비등온 유동에서 사용될 수 있습니다. 이러한 경우는 일반적으로 Mach수가 0.3 이하 인 경우에 주로 사용됩니다. Compressible flow(Ma < 0.3)옵션 대신에 이 옵션을 쓸 경우, 음속으로 진행되는 압력파를 time-dependent 시뮬레이션에서 해석할 필요가 없다는 점에서 이점을 가집니다. 이 옵션은 보다 큰 타임스텝을 사용할 수 있으며, 더욱 빠른 결과 계산을 수행해 줍니다.
비압축성(Incompressible flow) 옵션에서, 기준값인 와 는나와 같은 유동 특성에 따라 정의됩니다. 새로운 약한 압축성(Weakly compressible) 옵션에서, 유체 특성은 압력이 아닌 온도 (가급적 열전달 인터페이스로부터 들어온)에 대한 함수입니다. 이런 연유로이며, 로 정의됩니다. 압축성 유동(Compressible flow) (Ma < 0.3)옵션은 와 둘 모두를 유동 특성 정의에 사용합니다. (Ma < 0.3)표시는 연속, 모멘텀, 에너지 방정식이 풀리는 완전 압축성 형태라 할지라도 안전성과 경계면 조건 측면에서 고 마하 수에 적합하지 않을 수 있다는 점을 나타냅니다.
Application Library path for examples that use the Weakly compressible flow option when defining Compressibility in the Flow interfaces:
Heat_Transfer_Module/Heat_Exchangers/heat_exchanger_ni
CFD_Module/Non-Isothermal_Flow/displacement_ventilation
New Gravity Property and Feature
중력값을 Single-Phase Flow와 Non-Isothermal Flow 인터페이스에 넣는 것이 가능해졌습니다. 중력 체크박스를 선택하면, volume force는값으로 활성화 되어있는 모든 유동 도메인에 들어가며, 중력 특성이 모델 트리(model tree)에 표시됩니다. 중력 특성은 outlet, Open Boundary나 Boundary stress와 같은 압력특성으로 구성된 경계조건에 지정된 압력을 보완할 수 있는 옵션을 추가합니다.
압력 및 온도가 참조값을 취할 참조위치를 정의하는 것이 가능합니다. 참조 위치는 경계 면에서의 정수압 보완에 사용됩니다. 예를 들면, 선택된 Outlet 경계에서 정수압 보완옵션을 사용하면, 사용자-정의 압력으로써 outlet부분에와 동일한 압력분포가 더해집니다. 다른 두 압축성 옵션에서는 outlet 부분에 양호한 압력프로파일의 근사치를 제공하는데 반해 비압축성 유동에서는 정확한 보완을 제공합니다. 추가적으로, 자동적으로 정수압을 포함한 압력을 종속변수로 정의하는 것과 같은 감소된 압력을 사용할 수 있는 옵션도 존재합니다.
Application Library path for an example that uses the Include gravity option in the Laminar Flow interface:
CFD_Module/Single-Phase_Tutorials/gravity_tutorial
염분 불연속에 의해 생성되는 잠금-풀림 중력 흐름 시뮬레이션 |
The Boussinesq Approximation in Nonisothermal Flow
열팽창 계수가 정의된 물질을 이용한 비압축성 비등온 유동을 시뮬레이션할 때, (밀도나, 점도, 열전도 등과 같은) 모든 유체 물성치를 그대로 유지하면서 선형적으로 온도변화에 따른 buoyancy force가 자동으로 추가됩니다. 일반적으로 Boussinesq 근사라고도 알려진, 이것은 비등온 유동 어플리케이션에서 인기 있는 모델링 접근법 입니다. Built-in 물질을 사용하여 선형화 포인트를 지정하는 것 외에도, 기준 밀도와 열팽창 계수를 통해 Non-Isothermal Flow의 Multiphysics 노드에 선형화 포인트를 정의할 수 있습니다.
Swirl Flow for the Fan Feature
소용돌이 흐름(Swirl flow)에 대한 옵션을 통해 입구 부분에서 유동 방향을 선택할 수 있습니다. 팬의 하류측의 와류는 블레이드에서의 각속도와 비교하여 유동의 각속도를 통해 정의된 와류비와 회전율 설정으로 결정됩니다.
Pressure Work Subfeature Now Available for Heat Transfer in Porous Media
다공성 매질 내에서의 유동 부분 온도는 압력변화에 영향을 받을 수 있습니다. 모델에 이를 반영하기 위하여, 압력 작업이 다공성 매질 내에서도 지원되며 또한 유체 흐름을 확보하고 Porous Medium 노드의 하위 기능으로 사용될 수 있게 업데이트 되었습니다.
New Functionality in Transport of Concentrated Species: Porous Media Transport Properties
새로운 Porous Media Transport Properties 기능은 공극 물질을 통과하는 용액 흐름에서 다성분계 전달현상을 해석하기 위해 이용할 수 있습니다. 새로운 기능은 농축된 혼합물에서 전달현상과 결합하여 물질의 공극률에 의존적인 효율적인 전달 물성 계산을 위한 모델을 포함합니다.
Application Library path for an example that uses the new Porous Media Transport Properties feature in the Transport of Concentrated Species interface:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Porous_Catalysts/carbon_deposition
Pseudo Time Stepping in the Transport of Concentrated Species Interface
Stepping 기능은 정상상태 해석을 위한 솔버에서 수렴 속도를 상당하게 향상시킵니다. 예를 들면, 난류 반응 흐름처럼 이송(Peclet 수가 큰)에 의해 화학 종의 플럭스가 지배될 때 상당하게 유용합니다.
Mixer Module Updates
Mixer 모듈 사용자를 위해서, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 Part Library에 업데이트된 형상 부분들과 새로운 Part 기능을 사용한 Mixer 어플리케이션의 업데이트된 버전을 제공합니다. 아래에 Mixer 모듈의 세부 업데이트 내용을 확인하시길 바랍니다.
Updated Parts in the Mixer Module Parts Library
축방향, 반경방향 그리고 c 형태의 임펠러들은 임펠러 날과 중심을 둘러싸는 내부 유체-유체 제어 표면들을 포함하도록 업데이트 되었습니다. 이것들은 축 방향 및 반경 방향 유동 수를 계산하기 위해 사용될 수 있습니다. 위, 아래, 옆에 제어 표면들의 포함은 형상 부분에서 단일 불린(Boolean) 매개 변수와 함께 사용할 수 있습니다.
Updated App: Mixer
Mixer 어플리케이션은 각 임펠러에 대해 축과 반경의 유동 계수 계산과 전단 속도를 표시하도록 업데이트 되었습니다.
Application Library path:
Mixer_Module/Applications/mixer
Pipe Flow Module Updates
Pipe Flow 모듈 사용자들을 위해, COMSOL Multiphysics® version 5.2a에서는 간단한 아이콘으로 복잡한 파이프 시스템을 가시화, 제조 업체의 데이터를 기반으로 한 펌프 곡선을 지정하기 위한 새로운 기능, 입구(Inlet) 기능에 대한 새로운 옵션을 제공합니다. Pipe Flow 모듈에 대한 업데이트를 아래에서 보다 자세하게 확인하시기 바랍니다.
Graphic Icons for Complex Pipe Systems
사용자 친화적인 아이콘들은 복잡한 파이프 시스템의 명확한 개요를 제공하는 내부 점들의 경계조건을 명확하게 보여줍니다. 아이콘은 밸브, 펌프, 접합, 밴드 그리고 수축/확장들에 대해 그래픽 사용자 인터페이스를 제공합니다.
Pump Curve Data
새로운 기능을 사용하면 펌프곡선을 지정할 수 있습니다. 이전에는, 같은 조건에서의 유량을 압력으로 표현한 식을 넣어야 되었습니다. 새로운 펌프 경계조건은, 제조자에 의해 제공된 펌프곡선 데이터(head vs. 유량)를 사용할 수 있도록 하는 새로운 옵션을 제공함으로써 손쉽게 입력될 수 있습니다. 테이블이나 파일을 불러옴으로써 펌프 곡선을 입력할 수 있습니다.
New Options for the Inlet Feature
이전버전에서 수동으로 정의해야 했던 사전 정의된 모델링 옵션이 광범위하게 입구(Inlet) 경계조건에 제공됩니다, 추가적으로, 내부 펌프(internal Pump) 경계조건을 통해 펌프 컨디션을 유입조건에 적용할 수 있습니다. 저수지(Reservoir) 옵션 또한 가능하며, 큰 저수지에 연결된 배관의 입구 head에서의 손실을 모델화 하는 것도 가능해졌습니다.
Subsurface Flow Module Updates
Subsurface Flow 모듈 사용자들을 위해, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전에서는 새로운 poroelasticity 인터페이스, Gravity 기능 및 FLownet 플롯 타입을 제공합니다. Subsurface Flow 모듈에 대한 업데이트를 아래에서 보다 자세하게 검토합니다
New Poroelasticity Interface
Solid Mechanics와 Darcy’s Law 을 연동해주는 새로운 poroelasticity 멀티피직스가 생성되었습니다. COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전에서 추가된 Poroelasticity 인터페이스는 이들 두 개의 분리된 다른 물리 인터페이스와 멀티피직스 연동이 일련의 노드로 생성됩니다. 이것은 구성 인터페이스의 모든 기능을 사용할 수 있습니다. 예를 들면, Solid Mechanics 인터페이스에서 Soil Plasticity 노드를 추가함으로써 poroplasticity 모델을 생성할 수 있습니다.
Application Library path for an example that uses the new Poroelasticity interface:
Subsurface_Flow_Module/Flow_and_Solid_Deformation/multilateral_well
참고: poroelastic 거동을 모델링 하기 위해서는, subsurface flow 모듈을 사용하거나 Structural Mechanics 모듈과 Darcy’s Law 인터페이스를 지원하는 유동 관련 모듈을 사용해야합니다.
Gravity Feature
이제 Darcy’s Law, Richards’ equation 및 Fracture Flow인터페이스에 중력 특성을 적용하는 것이 가능합니다. Volume force는 로 고려되어 모델 트리에서 나타나는 활성화된 유동 인터페이스의 모든 도메인에 부과됩니다.
Darcy’s 속도장에 두 개의 표현 – 중력에 의한 가속(기본값) 과 고도 – 이 가능합니다:
New Flownet Plot
2차원과 2차원 축대칭 형상에서의 Richards’ Equation 인터페이스에서는 이제 Flownet 2D 그래프를 기본값으로 생성합니다. 이 도표는 streamline으로 표시된 Darcy’s 속도장과 압력 헤드변수에 대한 윤곽선을 결합하여 나타냅니다.
Heat Transfer Module Updates
Heat Transfer 모듈 사용자들을 위해, COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a에서는 시뮬레이션에 기상 데이터를 포함하는 기능, conjugate Heat Transfer 모델에 buoyancy effects를 포함한 사전 정의된 옵션, Bioheat 데이터베이스에 사용되는 새로운 재질, 그리고 그 외의 많은 기능을 제공합니다. Heat Transfer 모듈에 대한 업데이트를 아래에서 보다 자세하게 살펴보겠습니다.
Time-Dependent Climate Data for 6000+ Stations (ASHRAE 2013)
환경변수(Ambient Settings)이라는 이름의 새로운 섹션을 통해 Heat Transfer 인터페이스에서 온도나, 상대습도, 절대압, 풍속, 태양복사와 같은 다양한 대기 변수를 정의하는 것이 가능합니다. 이러한 변수를 한번 정의해 놓은 뒤에는, 관련 값들이 Heat Transfer 모듈의 전체 인터페이스에 입력값으로 제공됩니다.
기본적으로 환경변수는 사용자에 의해 정해집니다(사용자 정의). 그러나, 사용자 정의 외에도 전 세계 기상관측소에 의해 측정되고 미국 난방, 냉동 및 공조 협회(ASHRAE)에 의해 분석된 ASHRAE 2013 핸드북에서 제공되는 월 및 시간 평균 측정 값을 토대로 계산하여 선택할 수 있습니다. 지역, 특정시간 및 주변환경을 선택하는 몇 가지 설정이 가능합니다. 이 설정은 빠르고 손쉽게 모델과 관련된 위치에서의 정보를 적용할 수 있게 해줍니다. 기본 조건은 지정된 날짜와 시간에 대한 평균값에 해당합니다. 이 밖에 사용자는 임의로 기지국에서 측정된 최고 또는 최소 온도를 선택할 수 있고, 평균에서 한 표준 편차 사이의 수치를 나타내게 할 수도 있습니다.
과도 해석을 진행할 때, 기후 데이터는 솔버에서 자동적으로 시간 범위와 동기화 합니다.
기상 데이터는 변수로써 여러 기능에서 사용될 수 있습니다. 예를 들면, Heat Flux 기능에서, 주변 온도, 절대압 및 풍속은 열전달 계수의 상관관계를 정의할 때 사용될 수 있습니다.
인터페이스 수준에서 주변조건을 정의하면, 전체 모델에서의 일관성을 유지할 수 있으며, 추가적으로 많은 주변 데이터들에 대하여 더 많은 변수들이 정의되는 것을 방지할 수 있습니다. 기후 데이터를 사용하는 것은 실제 데이터에 기초하여 디바이스의 동작 조건을 확인하는데 유용합니다. 여러 조건의 옵션 덕분에, 안전 요구 허용 범위를 지닌 극단적인 조건 또는 안전 조건 내에서 장치의 동작을 테스트 할 수 있습니다.
Application Library path for an example using the Time-Dependent Climate Data (ASHRAE 2013):
Heat_Transfer_Module/Power_Electronics_and_Electronics_Cooling /condensation_electronic_device_with_diffusion
Predefined Option to Include Buoyancy Effects in Conjugate Heat Transfer Models
중력은 곧 유체의 밀도차이가 관측되는 부력 효과와 관련이 있습니다. 대부분의 경우, 밀도차이는 가스나 액체의 온도 변화에 의해 발생합니다. 자연대류는 부력에 의해 구동되는 유동의 구성에 대응하며, 상기 흐름은 에너지 절약이나 (자연대류는 유동 흐름을 야기하고, 열전달을 향상시켜 열 손실이 발생합니다.) 전기적 냉각 (자연 대류 기반의 냉각이나 팬이 없는 냉각장치(fanless cooling)는 어떤 기계적 장치도 포함하지 않기 때문에 소음이 없습니다.) 같은 많은 어플리케이션에서 중요한 요점으로 작용합니다.
새로운 Gravity특성은, Single-Phase Flow 인터페이스에 적용하여 쉽게 중력효과를 부여하는 것이 가능합니다. 이 옵션을 선택하면, 중력 특성이 모델트리에 서브노드로 추가되어 중력 가속도를 편집하는 것도 가능합니다. Gravity 서브노드는 인터페이스가 활성화 되어있는 모든 도메인에 체적력(volume force)로써 정의됩니다.
상대압을 이용한 체제(기본값)와 감압 체제, 두 가지 체제로써 중력에 유체흐름 방정식을 적용하여 구현하는 것이 가능합니다. 상대 압력 체제를 선택하면, 외부 압력이나 외부 총 응력을 사용하여 정수압 (비압축성 유동)이나 정수압 근사 (약한 압축성과 압축성 유동)를 고려하는 것이 가능합니다. 감압 체제 옵션을 사용하면, 감소된 압력으로 정의된 유동방정식이 종속 변수로써 정의되며, 부력변화가 부력의 절대값에 비해 작은 케이스에 적합합니다.
Application Library path for an example using the predefined option to include buoyancy effects in conjugate heat transfer models:
Heat_Transfer_Module/Power_Electronics_and_Electronics_Cooling/circuit_board_nat_3D
Heat and Moisture Transport Multiphysics Coupling
새로운 인터페이스와 기능은 열과 수분 저장, 잠열 효과, 액체와 수분의 대류로 인한 전달을 고려함으로써 빌딩 재질에서의 열과 수분 전달을 연동하는 것이 가능합니다. 열과 수분의 다중물리현상의 연동은 빌딩 컴포넌트에서 다른 수분 변화현상을 고려할 수 있습니다. 따뜻한 기간 동안에는 초기의 수분구성이 마르는 것을 모델링 할 수 있을 뿐만 아니라 건물 외부로부터 내부로의 수분 이송 시 일어나는 응축 역시 모델링할 수 있습니다. 추운 기간 동안에는, 이 기능을 통해 확산에 의한 내부결로현상으로 수분이 축척되는 것을 모델링하는데 사용될 수 있습니다.
Building Material Model
Build Material 모델은 기본적으로 Heat Transport in Building Materials 인터페이스의 기본 도메인 기능으로 Heat Transfer 인터페이스에 추가되어 사용될 수 있습니다. 이 기능 모델의 다공성 매질에서의 물과 습기는 EN 15026:2007(빌딩 구성부품 및 구성요소의 습도와 온도에 관한 효율- 수치해석을 통한 수분이동 평가, CEN2007)으로부터 파생된 편미분 방정식을 따릅니다.
열적 특성의 효과는 건조한 재료와 물에 따라 결정됩니다. 추가적으로 열원 및 싱크(sink)은 수분 전달과 증발 잠열에 의하여 결정됩니다.
Moisture Transport Interface
Moisture Transport 인터페이스는 수분 전달을 모델링합니다. 기본 도메인 기능은 다공성 매체, 수분 저장 장치, 모세관 흡입 힘, 수증기에 의한 대류수송이 있습니다. 이 기능은 Building Material기능과 유사하게 EN15026에서 파생된 편미분 방정식으로부터 묘사됩니다.
Moisture Transport 인터페이스는 또한 Moisture Source, Thin Moisture Barrier, Moisture Content, Moisture Flux를 정의하는 기능을 제공합니다.
Single-Phase Flow Compressibility
약한 압축성 유동(Weakly compressible flow)의 새로운 기능은 밀도가 일정하다고 가정하는 비압축성 흐름과 압축성 유동(Ma < 0.3) 사이의 중간 옵션으로 도입되었으며 밀도를 임의로 변경할 수 있습니다. 이 옵션을 선택하면, 약한 압축성 유동기능에서의 밀도는 오직 온도 의존으로 결정됩니다. 만약 재질의 물성치가 압력 의존적인 밀도를 갖고 있다면, 재료의 물성치는 인터페이스에서 정의된 기준 압력을 통해 정의됩니다.
이 옵션은 압력 변화가 밀도에 매우 적은 영향을 끼치는 케이스의 가스에서 특히 유용하게 사용될 수 있습니다. 이것은 일반적으로 저속의 공기 냉각 어플리케이션에서 사용됩니다; 이러한 케이스에서 농도의 압력 의존성을 제거하는 것은 계산 능력을 크게 향상시킬 수 있습니다.
Application Library path for the examples using the Single-Phase Flow Compressibility feature:
Heat_Transfer_Module/Applications/forced_air_cooling_with_heat_sink
Sector Symmetry Condition for Surface-to-Surface Radiation
시뮬레이션에서 연산 비용을 줄이는 방법은 대칭평면을 이용하거나, 형상을 줄이기 위한 대칭 섹터를 이용하는 것입니다. 일반적인 PDE시뮬레이션에서, 대칭 경계 조건의 적용이 가능합니다. 그러나, 표면-표면 복사는 평가 중에 완전한 형상으로의 재구성을 요구하는 뷰 팩터(view factor)에서의 평가가 필요합니다.
이러한 요구사항을 개선하기 위해서 대칭된 2D와 3D모델에서 표면-표면 복사기능을 제공하는 섹터 대칭이라는 새로운 옵션 사용이 가능합니다. 이 옵션은 임의의 섹터 수를 지원하고 반사된 평면을 각각의 섹터에서 정의하는 옵션을 제공합니다. 이 옵션을 사용하면, 오직 대칭면을 가진 섹터의 형상에 대한 뷰 팩터만을 계산하고 저장하여 연산 효율을 향상시킬 수 있습니다. 추가적으로, 시뮬레이션에서 사용되는 다른 모든 모델의 변수에 따른 자유도의 수는 감소합니다.
Application Library path for an example using the Sector Symmetry Condition for Surface-to-Surface Radiation:
Heat_Transfer_Module/ Applications/inline_induction_heater
Nonisothermal Flow Multiphysics Coupling Now Compatible with Phase Change Materials
상 변화가 진행되는 동안 액체 상태의 동작을 모델링하는 고전적인 방법은 우선적으로 유동방정식을 전체 물질 도메인에 대하여 푼 다음 특정 속성을 고체 상태의 물질에 부여하는 방식입니다. 이 방식은 고체부분에 해당하는 물질이 고정되어 유지되거나 강체 운동을 하는 것을 보장합니다. 유체 부분의 경우, 유체특성이 정의되고, 유체 유동이 계산될 수 있습니다. COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a 에서는 상 변화에서의 열전달과 유동간의 연동을 위해 Non-Isothermal Flow 다중물리 연동을 사용할 수 있습니다.
Application Library path for an example using the Non-Isothermal Flow Multiphysics interface together with the Phase Change Material subnode:
Heat_Transfer_Module/Thermal_Processing/continuous_casting
Refactored Opacity Feature
표면-표면 복사에 사용되었던 불투명(Opaque) 하위기능은 새로운 불투명(Opacity) 기능으로 대체되며, Fluid(이전에는Heat Transfer in Fluids), Phase Change Material(이전에는 Heat Transfer with Phase Change), Building Mateiral 및 Isothermal Domain 기능을 포함한 모든 주요 도메인 기능에 적용하는 것이 가능합니다. 불투명도는 설정창에서 투명(Transparent) 또는 불투명(Opaque)을 선택하여 설정됩니다.
Heat Transfer in Thin Structures
얇은 구조는 형상에서 복잡하거나 왜곡된 메시를 야기할 수 있는 높은 종횡비를 가지고 있습니다. 이전 버전의 COMSOL Multiphysics®에서는 얇은 쉘 모델을 Heat Transfer in Thin Shells인터페이스를 통해 솔리드화하여 사용하는 것이 가능하였습니다. COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a 에서는 얇은 필름(유체) 과 균열(다공성 매체를 포함한)역시 모델링하는 것이 가능합니다.
Heat Transfer in Thin Film 인터페이스와, Heat Transfer in Fractures 인터페이스는 Select Physics창에서 Heat Transfer 항목의 Thin Structures 소 그룹에서 선택 가능합니다. Heat Transfer in Thin Film 인터페이스는 유체방정식의 열 전달을 구현합니다. 박막내의 유속은 수동으로 입력되거나, 얇은 막 유동에 의해 얻어질 수 있습니다. Heat Transfer in Fractures는 다공성 매체 내의 열전달 방정식으로 구현됩니다. 틈 내에서의 유속은 역시 사용자가 정의하거나, Fracture Flow 인터페이스로부터 얻어질 수 있습니다.
General Formulation for Thin Films
General thin film모델에서의 새로운 옵션은 Thin Film 특성에 사용가능하며, 막의 두께를 통해 온도장의 불연속을 제공합니다. 이 새로운 옵션은 박막의 두께를 통한 온도 변화를 설명할 수 있는 추가적인 차원(extra dimension)을 정의합니다. 또한, Thin Film 기능은 Thin Structures 인터페이스를 포함한 어떤 임의의 열전달 인터페이스에서도 사용 가능합니다. 이 체제는 베어링 모델링이나, 더 일반적으로, 필름에서의 온도 프로파일의 정확한 표현을 필요로 하거나, 필름을 가로지르는 온도차나 큰 열원이 존재하는 것과 같은 어플리케이션에서 유용하게 사용할 수 있습니다.
Pressure Work Subfeature Now Available for Heat Transfer in Porous Media
다공성 매체 내에서 유동 부분의 온도는 압력 변화에 의한 작동에 영향을 받을 수 있습니다. 모델에 이를 반영하기 위해, Pressure Work 기능은 자유유동뿐만 아니라 다공성 매질을 지원하도록 업데이트되었습니다 또한 유체 흐름을 확보하고 이를 Porous Medium 노드의 하위 기능으로 사용하는 것이 가능합니다.
Added Support for Temperatures of the Sides of Thin Structures
Thin Structure 기능에 사용되는 근사법에 따라, 양쪽 사이드의 박막온도는 균일할 수도 있고(Thermal Thin approximation) 혹은 두께에 따라 변화(Thermally thick approximation 혹은 General)할 수도 있습니다. COMSOL Multiphysics® 5.2a 에서는, 표면-표면 복사 기능 – Diffuse surface, Diffuse Mirror 혹은 기정의된 Radiosity – 이 복사가 방출되는 것으로부터 끝 부분의 표면 온도를 계산하는 것에 사용되도록 Thin Structure 인터페이스를 업데이트하였습니다. 표면 온도는, 예를 들어, Planck’s law에 기초하여 표면 방출 힘(surface emissive power)을 정의합니다.
The Bioheat Material Database
생체열 데이터베이스는 다음과 같은 물질을 포함하도록 업데이트 되었습니다.
- 간 (돼지)
- 폐
- 심근 (인간)
- 심근 (돼지)
- 신장 피질
- 신장 수질
- 비장
거의 모든 재료의 경우, 온도에 따라 특성이 선형 혹은 다항식 표현을 통해 제공됩니다; 나머지의 경우 상수값으로 주어집니다. 추가적으로, 전립선 물질에 대한 정보가 업데이트 되었습니다.
New App: Inline Induction Heater
페라이트계 스테인리스 강은 비교적 저렴하고 안정된 가격과 구성물질에 니켈을 사용하지 않음으로써 식품사업에서 점점 더 대중화 되었습니다. 이들에 크롬이나 몰리브덴을 첨가함으로써 부식방지 능력을 향상시키고, 이들의 자기특성은 식품 가공에서 새로운 기술을 제공합니다.
새로운 인라인 인덕션 히터(Inline Induction Heater) 어플리케이션은 페라이트계 스테인리스 강관 내를 흐르는 액체 식품을 가열하기 위한 자기 인덕션 장치의 효율을 계산합니다. 원형 전자기 코일은 액체 음식 유동이 있는 파이프들에 감기고 가열됩니다. 코일에 흐르는 전류에 의한 자기장은 와전류(eddy current)를 생성하고, 유도가열을 합니다. 마지막으로, 열은 전도에 의해 실질적으로 유체에 전달됩니다.
이 어플리케이션을 사용하면 수, 길이, 두께, 물성치를 바꾸는 것으로 파이프 구성의 변수 셋팅이 가능합니다. 또한 턴 수, 와이어 지름, 전류밀도 또는 여기 주파수(excitation frequency)를 조정함으로써 코일을 튜닝할 수 있습니다. 설계를 최적화 하기 위해 어플리케이션은 전체 유동에서의 최고온도, 출구에서의 최소 온도, 출구에서의 평균온도 상승량 및 히터의 열 효율을 보고해 줍니다.
Application Library path:
Heat_Transfer_Module/Applications/inline_induction_heater
Updated Tutorial Model: Evaporation in Porous Media with Large Evaporation Rates
식품 및 종이 산업 및 그 외 다른 산업들에서 다공성 매체에서의 증발은 중요한 과정입니다. 이를 위해서는 유동, 열전달, 참여 유체 및 가스의 전달과 같은 많은 물리적 효과들이 고려되어야 합니다. 이러한 모든 효과들은 강하게 결합하여 사전 정의된 인터페이스들은 Heat Transfer 모듈과 함께 사용될 수 있습니다.
이 튜토리얼 모델은 층류 유동을 통해 다공성 물체를 건조시키는 임의의 케이스에 대해 묘사합니다. 입구에서 건조된 공기는 다공성 매질을 통해 흐르는 공기로부터 수분을 증가시킵니다. 이 모델은 기상과 액상으로부터의 증발과 다공성 매질 안의 다상 유동을 구현하는데 필요한 추가적인 단계에 초점을 맞추고 있습니다. 다공성 매질 안의 물의 포화는 시간에 걸쳐 계산됩니다.
Application Library path:
Heat_Transfer_Module/Phase_Change/evaporation_porous_media_large_rate
Chemical Reaction Engineering Module Updates
Chemical Reaction Engineering 모듈 사용자를 위해, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 기체와 액체에서 반응과 유동을 연동할 수 있는 새로운 Reacting Flow 인터페이스를 지원하고, Reaction Engineering 인터페이스에서 표면 화학 반응을 추출하며, Reactive Pellet Bed 기능에서 표면 화학 종의 반응을 모델링 할 수 있도록 지원합니다. Chemical Reaction Engineering 모듈의 업데이트 내역을 확인하시기 바랍니다.
New Functionality for the Reactive Pellet Bed Feature: Surface Reactionse
Reactive Pellet Bed 기능은 Surface Reaction 기능을 사용하여 표면 화학 종의 반응 모델링을 제공합니다. Transport of Diluted Species 인터페이스와 Transport of Diluted Specie in Porous Media 인터페이스에서 이용가능하며, 표면 화학 종은 다공성 입자 내부의 공극 벽에서 흡착된다고(움직이지 않는다고) 가정합니다. 이제 임의의 표면 화학 종과 그에 상응하는 화학반응을 모델링 할 수 있습니다.
New Functionality in Reaction Engineering: Export Surface Reactions
이제 공극 입자 내부에서 표면 화학 반응이 발생하는 공간 의존적인 모델에 대해 Reaction Engineering 인터페이스에 정의된 표면 화학 반응을 추출할 수 있습니다. Generate Space-Dependent Model 기능은 화학반응식을 추출하며, 자동적으로 Reactive Pellet Bed 기능에서 물성을 정의합니다.
New Reacting Flow Multiphysics Interface
기체와 액체에서 반응과 유동의 해석을 강화하기 위해서 새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스가 Single-Phase Flow 와 Transport of Concentrated Species 인터페이스를 결합하였습니다. 이전에 독립적인 인터페이스로 이용할 수 있었다면, 새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스는 이것들 사이의 연동뿐만 아니라 각 물리현상 인터페이스에서 설정 조절을 더 용이하게 제공합니다.
새로운 Reacting Flow 연동을 사용하면, 각각 또는 동시에 연동된 인터페이스를 푸는 과정이 상당히 개선될 수 있습니다. 반응 흐름에 있어서, 적합한 초기 조건을 만드는 것과 결과가 어떻게 연동에 의해 영향을 받는지를 테스트 하는 것은 중요합니다. Reacting Flow multiphysics 인터페이스는 층류와 난류 반응 흐름 모두 지원할 뿐만 아니라, 공극 영역에서의 유동과 반응을 지원합니다.
새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스를 사용한 예제의 Application Library 경로:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Mass_and_Heat_Transfer/round_jet_burner
New Functionality in Transport of Concentrated Species: Porous Media Transport Properties
새로운 Porous Media Transport Properties 기능은 공극 물질을 통과하는 용액 흐름에서 다성분계 전달현상을 해석하기 위해 이용할 수 있습니다. 새로운 기능은 농축된 혼합물에서 전달현상과 결합하여 물질의 공극률에 의존적인 효율적인 전달 물성 계산을 위한 모델을 포함합니다.
Transport of Concentrated Species 인터페이스에 새로운 Porous Media Transport Properties 기능을 사용하는 예제의 Application Library 경로:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Porous_Catalysts/carbon_deposition
Pseudo Time Stepping in the Transport of Concentrated Species Interface
Transport of Concentrated Species 인터페이스에 대한 새로운 Pseudo Time-Stepping 기능은 정상상태 해석을 위한 솔버에서 수렴 속도를 상당하게 향상시킵니다. 예를 들면, 난류 반응 흐름처럼 이송(Peclet 수가 큰)에 의해 화학 종의 플럭스가 지배될 때 상당하게 유용합니다.
Batteries & Fuel Cells Module Updates
Batteries & Fuel Cells 모듈 사용자들을 위해, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전에서는 기체와 액체에서 유동과 반응을 연동할 수 있는 새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스를 지원하며, 리튬전지와 니켈-수소 합금 전지 모델링을 간편화 할 수 있는 Single Particle Battery 인터페이스를 제공합니다. Lithium-Ion Battery 와 Battery with Binary Electrolyte 인터페이스에 대한 확장된 기능은 빠른 처리 기능과 개선된 기본 솔버, 그리고 높고 낮은 SOCs에 대한 수치적인 안정성을 포함하고 있습니다. Batteries & Fuel Cells 모듈 업데이트 내역에 내한 자세한 정보는 아래를 보시길 바랍니다.
New Single Particle Battery Interface
새로운 Single Particle Battery 인터페이스는 리튬전지와 니켈-수소 합금 전지를 포함하는 다양한 종류의 배터리를 모델링 하기 위한 간단화된 접근을 제공합니다. 배터리를 해석하는 지배방정식은 중저 전류 레벨에 통상적으로 유효하며, 형상에서 전체적으로(적은 계산 부하를 일으키는) 또는 부분적으로 둘 다 정의될 수 있습니다. 부분적인 옵션은 큰 전지 팩에서 고르지 않은 온도 분포의 영향을 연구하는데 사용될 수 있습니다.
단일 입자 접근은 중간 부하에서는 계산적으로 효율적이고 정확합니다. 이것은 배터리 팩의 3차원 해석에서 모든 지점에 간단한 단일 입자 모델에 의해 제공되는 충방전 현상과 함께, 상대적으로 낮은 계산 비용에서 전지 팩 내의 복잡한 3D 구조물들의 모델링을 허용합니다.
Application Library path for an example that uses the new Single Particle Battery interface:
Batteries_and_Fuel_Cells_Module/Batteries,_Lithium-Ion/li_battery_single_particle
New Reacting Flow Multiphysics Interface
기체와 액체에서 반응과 유동의 해석을 강화하기 위해서 새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스는 Single-Phase Flow와 Transport of Concentrated Species 인터페이스를 결합하였습니다. 이전에 독립적인 인터페이스로 이용할 수 있었다면, 새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스는 이것들 사이에 연동뿐만 아니라 각 물리현상 인터페이스에서 설정 조절을 더 용이하게 제공합니다.
새로운 Reacting Flow 연동을 사용하면, 각각 또는 동시에 연동된 인터페이스를 푸는 과정이 상당하게 개선될 수 있습니다. 반응 흐름에 있어서, 적합한 초기 조건을 만드는 것과 결과가 어떻게 연동에 의해 영향을 받는지를 테스트 하는 것은 중요합니다. Reacting Flow multiphysics 인터페이스는 층류와 난류 반응 흐름 모두 지원할 뿐만 아니라, 공극 영역에서 유동과 반응을 지원합니다.
새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스를 사용한 예제의 Application Library 경로:
기체와 액체에서 반응과 유동의 해석을 강화하기 위해서 새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스는 Single-Phase Flow와 Transport of Concentrated Species 인터페이스를 결합하였습니다. 이전에 독립적인 인터페이스로 이용할 수 있었다면, 새로운 Reacting Flow multiphysics 인터페이스는 이것들 사이에 연동뿐만 아니라 각 물리현상 인터페이스에서 설정 조절을 더 용이하게 제공합니다.
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Mass_and_Heat_Transfer/round_jet_burner
New Functionality in Transport of Concentrated Species: Porous Media Transport Properties
새로운 Porous Media Transport Properties 기능은 공극 물질을 통과하는 용액 흐름에서 다성분계 전달현상을 해석하기 위해 이용할 수 있습니다. 새로운 기능은 농축된 혼합물에서 전달현상을 포함하는 물질의 공극률에 의존하는 효율적인 전달 물성 계산을 위한 모델을 포함합니다.
Transport of Concentrated Species 인터페이스에 새로운 Porous Media Transport Properties 기능을 사용하는 예제의 Application Library 경로:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Porous_Catalysts/carbon_deposition
New Nernst-Planck-Poisson Equations Interface
새로운 Nernst-Planck-Poisson Equations multiphysics 인터페이스는 전하적 중성을 가정할 수 없는 전기화학적 이중층 안에 전하와 이온 분포를 연구하기 위해 사용될 수 있습니다. Nernst-Planck-Poisson Equations 인터페이스는 Electrostatics 와 Transport of Diluted Species 인터페이스를 모델에 미리 정의된 전위와 공간 전류 밀도를 함께 추가합니다.
New External Short Boundary Condition
새로운 External Short 경계 조건은 단락 전극 표면, 다공성 전극, 그리고 외부의 집중 저항을 통한 전극에 설정 가능합니다. 새로운 경계 조건은 부식 방식 문제에서 전기화학적인 활성 개체를 상호 연결하거나 배터리의 단락을 연구하는데 적합합니다.
New Electrochemical Heat Source Multiphysics Node
새로운 Electrochemical Heat Source multiphysics 인터페이스는 열전달 인터페이스와 함께 전기화학적 열원을 연동하는 추가적인 방법을 제공합니다.
New Thermodynamic Equilibrium Kinetics Type
전극 반응은 과전압이 없음을 가정하는(전압 손실을 무시하는) 새로운 Thermodynamic Equilibrium 전극 반응 타입(Secondary Current Distribution 인터페이스에서 일차 조건으로 알려진)을 지원합니다
New Support for Film Resistance and Dissolving-Depositing Species in Porous and Edge Electrodes
Porous Electrode 와 Edge Electrode 항목은 막 저항과 용해-증착 물질의 추가를 지원합니다. 이전에, 이 기능은 오직 Electrode Surface 기능에서만 지원되었습니다. 다공성 전극에서 막 저항과 용해-증착 물질은 리튬 전지에서 전극-전해질-계면(SEI) 형성을 모델링하기 위해 사용될 수 있습니다.
New Fast Assembly Option in the Lithium-Ion Battery and Battery with Binary Electrolyte Interfaces
Porous Electrode 항목에서 Fast assembly in particle dimension을 활성화함으로써, 입자 내부 계산을 사용하는 일부 배터리 모델에 대해서 계산 시간을 상당히 감소시킬 수 있습니다. 배터리 요소에서 요소의 수가 입자 차원에서 요소의 수와 유사할 때, 1차원 모델에서 효과는 분명합니다. 그러나 이 옵션을 사용할 때, 입자 차원 축에 따른 해석 결과로부터 데이터를 후처리 하는 것은 불가능하고, 입자 차원에서 고체 확산 계수처럼 변화하는 물성 데이터를 사용하는 것은 지원되지 않습니다.
Improved Solver Defaults in the Lithium-Ion Battery and Battery with Binary Electrolyte Interfaces
2D와 3D 공간 차원에서, 삽입된 농도는 segregated solver에서 분리 그룹 안에 입력되어 있습니다. 이런 변화는 큰 문제에 대해 메모리 요구조건과 해석에 계산 시간을 줄여줍니다.
Improved Numerical Stability for High and Low SOCs in the Lithium-Ion Battery and Battery with Binary Electrolyte Interfaces
Porous Electrode Reaction 항목에서 Lithium insertion kinetics를 사용할 때 수치적인 안정성이 0%와 100%에 근접해 있는 SOC 값에 대해 개선되었습니다. 개선된 반응식은 새로운 모델에서 기본적으로 사용됩니다. 예전 모델에서 새로운 반응식을 사용하기 위해서는 Advanced Insertion Kinetics Expression 설정(Advanced Physics Options를 활성화 했을 때만 보입니다.) 항목에서 활성화 해주시길 바랍니다.
New Tutorial Model: Internal Short Circuit of a Lithium-Ion Battery
내부 배터리의 단락 중에, 두 전극 물질은 부분적으로 높은 전류 밀도를 발생시키며, 내부적으로나 전자적으로 연결됩니다. 내부 단락은 리튬 전지에서 압축 충격이나 리튬의 수지상 결정 형성 때문에 발생합니다. 장기적인 내부 단락은 자가방전 및 부분적인 온도 상승을 발생합니다. 잠재적 건강과 안전 위험들과 함께 열 폭주를 일으키는 특정 한계점보다 위로 온도가 도달한다면, 전해질은 발열 반응에 의한 분해가 시작될 것이기 때문에 후자 효과는 중요합니다.
이 튜토리얼 모델은 두 다공성 전극 물질 사이에 분리막을 관통하는 금속 필라멘트의 존재 때문에 발생하는 부분적인 온도 상승을 연구합니다. 이 물리현상은 Heat Transfer 인터페이스가 연동된 Lithium-Ion Battery 인터페이스를 사용하여 설정합니다. 전지 화학은 LiPF6 전해질과 함께 흑연 음전극과 NMC 양전극을 포함합니다.
Internal Short Circuit of a Lithium-Ion Battery tutorial model에 대한 Application Library 경로:
Batteries_and_Fuel_Cells_Module/Batteries,_Lithium-Ion/internal_short_circuit
Updated Tutorial Model: Capacity Fade
부반응과 성능 저하 과정들은 리튬전지에서 용량 손실을 일으키는 수많은 달갑지 않은 효과들을 일으킵니다. 전형적으로 노화는 여러 복잡한 현상과 배터리의 다른 부분에서 동시에 발생하는 반응 때문에 발생하며, 성능 저하 속도는 전위, 부분적인 농도, 온도, 그리고 전류의 방향에 의존하는 부하 주기 동안 특정 단계 사이에 달라집니다. 서로 다른 전지 물질은 다르게 노화가 발생하며, “혼선” 전극 물질과 같은 예와 같이 다른 물질들의 조합은 노화를 더 가속화하는 결과를 가지고 옵니다.
이 튜토리얼은 순환가능한 리튬의 비가역적 손실을 발생시키는 기생 고체-전해질-표면(SEI) 생성 반응으로 리튬 전지에서 흑연 음전극에서 노화를 모델링하는 방법을 설명합니다. 이 모델은 또한 전해질 전하 전달에 대한 감소된 전해질 부피 분율의 효과와 전극 입자들에 SEI 막 성장의 저항 때문에 증가하는 전위 손실 효과를 포함하고 있습니다.
이 예제 모델은 이전 버전의 COMSOL Multiphysics® 로부터 과학적인 문헌에서 최근에 더 많은 노화 데이터를 포함하여 업데이트 되었습니다. 추가적으로, 시간척도 인자는 여러 주기에 대해 해석 시간을 감소하기 위해 제시되었습니다.
Capacity Fade 예제 모델의 Application Library 경로:
Batteries_and_Fuel_Cells_Module/Batteries,_Lithium-Ion/capacity_fade
Electrodeposition Module Updates
Electrodeposition 모듈의 사용자들을 위해 COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 해석에서 과전압이 없음을 가정한 새로운 Thermodynamic Equilibrium 전극반응 타입을 제공합니다. 또한, 다공성 전극과 모서리 전극을 모델링 하기에 유용한 막 저항과 용해-증착 화학종 타입을 추가할 수 있습니다. 아래에 Electrodeposition 모듈에 업데이트 내역을 더 자세히 알아볼 수 있습니다.
New Nernst-Planck-Poisson Equations Interface
새로운 Nernst-Planck-Poisson Equations multiphysics 인터페이스는 전하적 중성을 가정할 수 없는 전기화학적 이중층 안에 전하와 이온 분포를 연구하기 위해 사용될 수 있습니다. Nernst-Planck-Poisson Equations 인터페이스는 Electrostatics 와 Transport of Diluted Species 인터페이스를 모델에 미리 정의된 전위와 공간 전류 밀도를 함께 추가합니다.
New External Short Boundary Condition
새로운 External Short 경계 조건은 단락 전극 표면, 다공성 전극, 그리고 외부의 집중 저항을 통한 전극에 설정 가능합니다. 새로운 경계 조건은 부식 방식 문제에서 전기화학적인 활성 개체를 상호 연결하거나 배터리의 단락을 연구하는데 적합합니다.
New Electrochemical Heat Source Multiphysics Node
새로운 Electrochemical Heat Source multiphysics 인터페이스는 열전달 인터페이스와 함께 전기화학적 열원을 연동하는 추가적인 방법을 제공합니다.
New Thermodynamic Equilibrium Kinetics Type
전극 반응은 과전압이 없음을 가정하는(전압 손실을 무시하는) 새로운 Thermodynamic Equilibrium 전극 반응 타입(Secondary Current Distribution 인터페이스에서 일차 조건으로 알려진)을 지원합니다.
New Support for Film Resistance and Dissolving-Depositing Species in Porous and Edge Electrodes
Porous Electrode 와 Edge Electrode 항목은 막 저항과 용해-증착 물질의 추가를 지원합니다. 이전에, 이 기능은 오직 Electrode Surface 기능에서만 지원되었습니다. 다공성 전극에서 막 저항과 용해-증착 물질은 리튬 전지에서 전극-전해질-계면(SEI) 형성을 모델링하기 위해 사용될 수 있습니다.
Corrosion Module Updates
Corrosion 모듈 사용자를 위해, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 상호 연결되어 있는 크고 전기화학적으로 활성된 개체와 관련하여 부식 방식 문제에 유용한 External Short 경계조건을 제공합니다. 추가적으로, 새로운 예제 모델은 모노파일(monopile) 장치의 음극 방식이 시간이 지남에 따라 희생 양극 용해 만큼 감소하는지를 해석합니다. 아래에 Corrosion 모듈의 자세한 업데이트 내역을 확인할 수 있습니다.
New Nernst-Planck-Poisson Equations Interface
새로운 Nernst-Planck-Poisson Equations multiphysics 인터페이스는 전하적 중성을 가정할 수 없는 전기화학적 이중층 안에 전하와 이온 분포를 연구하기 위해 사용될 수 있습니다. Nernst-Planck-Poisson Equations 인터페이스는 Electrostatics 와 Transport of Diluted Species 인터페이스를 모델에 미리 정의된 전위와 공간 전류 밀도를 함께 추가합니다.
New External Short Boundary Condition
새로운 External Short 경계 조건은 단락 전극 표면, 다공성 전극, 그리고 외부의 집중 저항을 통한 전극에 설정 가능합니다. 새로운 경계 조건은 부식 방식 문제에서 전기화학적인 활성 개체를 상호 연결하거나 배터리의 단락을 연구하는데 적합합니다.
New Electrochemical Heat Source Multiphysics Node
새로운 Electrochemical Heat Source multiphysics 인터페이스는 열전달 인터페이스와 함께 전기화학적 열원을 연동하는 추가적인 방법을 제공합니다.
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New Thermodynamic Equilibrium Kinetics Type
전극 반응은 과전압이 없음을 가정하는(전압 손실을 무시하는) 새로운 Thermodynamic Equilibrium 전극 반응 타입(Secondary Current Distribution 인터페이스에서 일차 조건으로 알려진)을 지원합니다.
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New Support for Film Resistance and Dissolving-Depositing Species in Porous and Edge Electrodes
Porous Electrode 와 Edge Electrode 항목은 막 저항과 용해-증착 물질의 추가를 지원합니다. 이전에, 이 기능은 오직 Electrode Surface 기능에서만 지원되었습니다. 다공성 전극에서 막 저항과 용해-증착 물질은 리튬 전지에서 전극-전해질-계면(SEI) 형성을 모델링하기 위해 사용될 수 있습니다.
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New Tutorial Model: Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes
모노파일 기초는 해풍 터빈과 같이 건축물을 지탱하는데 사용될 수 있는 직경이 큰 건축 요소 입니다. 이 예제는 어떻게 모노파일의 음극 방식이 희생양극의 용해만큼 시간에 따라 감소하는지 예시를 제공합니다. 이 모델은 금속 용해와 산소 환원(혼합된 전위)에 따라 동시에 발생하는 전기화학 반응을 고려함으로써 보호된 철 구조에 이차 전류 밀도 전극 반응을 계산하는데 사용될 수 있습니다.
모노파일 형상은 코팅된 철 표면이 있는 상단 부분과 코팅되지 않은 철 배관이 있는 밑 부분을 포함하고 있습니다. 이것은 또한 이러한 다른 환경에서 사용되는 다른 타펠(Tafel)반응 식과 함께 바닷물 또는 진흙들에 둘러 쌓여 있습니다. 예제 모델은 12년 동안의 시간 해석을 사용하여 해석됩니다. 두 경우가 해석되는데 전체 모노파일이 접지될 때와 전이 부분이 접지 되면서 아래 파이프가 집중 저항을 통해 전이 부분에 연결될 때 입니다.
이 모델은 또한 Secondary Current Distribution 인터페이스에서 이번 버전부터 이용 가능한 기능으로, 형상의 모서리를 따른 가느다란 희생 양극을 모델링 하기 위해 새롭게 사용자 정의된 Sacrificial Edge Anode 하위항목을 사용합니다. 이 하위 항목은 시간해석에서 희생 양극이 용해되는 만큼 양극의 음극 방식 물성 변화를 모델링 할 수 있습니다.
Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes 예제 모델에 대한 Application Library 경로:
Corrosion_Module/Cathodic_Protection/monopile
Electrochemistry Module Updates
Electrochemistry 모듈의 사용자를 위해, COMSOL Multiphyics® 5.2a 버전은 전하 중성자를 가정할 수 없는 전기화학적 이중층 안에서 전하와 이온 분포를 해석하는데 유용한 Nernst-Planck-Poisson Equations 인터페이스와 열전달 인터페이스에 전기화학적 열원을 쉽게 연동할 수 있는 새로운 multiphysics 항목을 포함하는 새로운 인터페이스를 제공합니다. 더 자세한 내용은 아래에 Electrochemistry 모듈 업데이트를 살펴 보시기 바랍니다.
New Nernst-Planck-Poisson Equations Interface
새로운 Nernst-Planck-Poisson Equations multiphysics 인터페이스는 전하적 중성을 가정할 수 없는 전기화학적 이중층 안에 전하와 이온 분포를 연구하기 위해 사용될 수 있습니다. Nernst-Planck-Poisson Equations 인터페이스는 Electrostatics 와 Transport of Diluted Species 인터페이스를 모델에 미리 정의된 전위와 공간 전류 밀도를 함께 추가합니다.
New External Short Boundary Condition
새로운 External Short 경계 조건은 단락 전극 표면, 다공성 전극, 그리고 외부의 집중 저항을 통한 전극에 설정 가능합니다. 새로운 경계 조건은 부식 방식 문제에서 전기화학적인 활성 개체를 상호 연결하거나 배터리의 단락을 연구하는데 적합합니다.
New Electrochemical Heat Source Multiphysics Node
새로운 Electrochemical Heat Source multiphysics 인터페이스는 열전달 인터페이스와 함께 전기화학적 열원을 연동하는 추가적인 방법을 제공합니다.
New Thermodynamic Equilibrium Kinetics Type
전극 반응은 과전압이 없음을 가정하는(전압 손실을 무시하는) 새로운 Thermodynamic Equilibrium 전극 반응 타입(Secondary Current Distribution 인터페이스에서 일차 조건으로 알려진)을 지원합니다.
Particle Tracing Module Updates
Particle Tracing 모듈 사용자를 위해서, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 새로운 식과 입자 궤적 표시, 새로운 난류 분산 선택 등 개선점을 제공합니다. 아래에 세부 내역에서 Particle Tracing 모듈 업데이트의 모든 것을 확인하시길 바랍니다.
First-Order Newtonian Formulation
Newtonian, first order 식은 모든 Particle Tracing 인터페이스 설정 화면에서 식 목록에 추가되었습니다. Newtonian 식이 각 입자들의 위치 벡터의 성분에 대한 이차식을 정의하는 반면, 일차 Newtonian 식은 속도 성분과 입자 위치에 대해 연동된 일차 식을 정의합니다.
일차 Newtonian 식은 이차식처럼 같은 물리 기능을 모두 지원하지만, 외연적(Explicit) 시간 간격 방법을 결합하기 더 쉽습니다. 일차 Newtonian 식을 선택할 때, 기본 시간 간격 방법은 특정 유연한 문제에서 더 빠른 성능을 수반하는 전형적인 이차 내연적(Implicit) 방법을 대신한 높은 차수의 Runge-Kutta 방법입니다.
Improvements to the Particle Trajectories Plot
입자-벽면 상호작용 시간에 근접한 추가 시간 단계에서 입자 궤적들을 자동적으로 저장할 수 있습니다. 대게, 이러한 추가 시간은 후처리 하는 동안 입자-벽면 상호 작용을 좀 더 정확하게 묘사하도록 경계와 상호작용하는 입자들에서 자동적으로 그 시간에 가깝도록 선택됩니다. 해석 설정에서 정의된 단계를 더하여, 수많은 추가적인 시간 단계를 자동적으로 저장하기 위해서는 Store extra time steps for wall interactions 선택 상자를 선택하면 됩니다.
Particle Beam Improvements
Particle Beam 기능은 몇몇의 새로운 옵션을 포함하며, 더 이상 메시에 의존하지 않습니다.
- Sampling from phase space ellipse 옵션이었던 Uniform은 KV으로 이름이 변경되었습니다. 추가적으로, 위상 공간 분포는 매우 다릅니다; 해석 결과를 다시 계산할 때, 해석 결과에서 일부 작은 변화가 나타날 수 있습니다.
- Sampling from phase space ellipse에 Waterbag 와 Parabolic 이라는 두 가지 새로운 옵션을 이용할 수 있습니다. 이러한 분포 함수들은 위상 공간에서 입자들의 다른 부하를 제공합니다. (아래를 참조)
- Longitudinal velocity distribution에 대해 새로운 옵션으로 None, Normal, Uniform, 그리고 List of values 를 사용할 수 있습니다. Normal, Uniform, 그리고 List of values 선택 항목들은 각 방출 위치에서 종 방향의 속도 분포와 함께 다수의 입자를 방출할 수 있습니다.
New Options for Sampling from phase space ellipse
Sampling Option | Orientation | Velocity Specification | Visual Representation |
Waterbag | Upright | Twiss parameters | |
Parabolic | Upright | Twiss parameters | |
Waterbag | Not upright | Twiss parameters | |
Parabolic | Not upright | Twiss parameters | |
Waterbag | Upright | Ellipse dimensions | |
Parabolic | Upright | Ellipse dimensions | |
Waterbag | Not upright | Ellipse dimensions | |
Parabolic | Not upright | Ellipse dimensions |
New Options for Turbulent Dispersion
Drag Force 기능에 난류 분산 항목을 적용하는 옵션은 수정되었습니다. Turbulent dispersion 선택 상자는 Turbulent dispersion model 항목으로 대체되었습니다. 난류 분산 항목을 복사한 Discrete random walk 모델뿐만 아니라, 회오리 수명을 추정하고, 난류 분산 항목에서 뿌려진 임의의 수를 조절할 수 있도록 사용하는 Discrete random walk, variable time step을 선택할 수 있습니다. 만약 솔버에 의해 정해진 시간 간격이 상당히 작다면, 일반적으로 좀 더 정확한 난류 변동 결과를 가져옵니다. Langevin 식을 통합하여, 난류 분산 때문에 각 입자에 대한 작은 속도 변화를 계산하기 위해 Continuous random walk 모델을 선택할 수 있습니다.
팔꿈치형 관(Pipe elbow)의 부식: 침전 입자들은 팔꿈치형 관의 벽에 악영향을 줍니다. 입사 입자들은 유체의 난류 분산 때문에 뿌려집니다. 벽면에서 색은 입사 입자 때문에 침식 마모의 속도에 비례합니다. |
New Tools for Modeling Release and Breakup of Liquid Droplets
외력의 결과로 분리될 수 있는 액체 방울과 같은 입자를 해석할 수 있습니다. 새로운 방울 분리(Droplet Breakup) 기능은 더 작은 방울들로 액체 입자의 흩어짐에 대한 두 가지 다른 물리 메커니즘에 대응하는 Kelvin-Helmholtz와 Rayleigh-Taylor 분리 모델과 같은 내장 분리 모델을 포함합니다.
추가적으로, 해석 영역에서 액체 방울의 분사를 방출하기 위해 새로운 Nozzle 기능을 사용할 수 있습니다. Kelvin-Helmholtz 불안정성에 기초한 내장 식을 사용하거나 분사 각도를 직접적으로 정의할 수 있습니다. Nozzle 기능을 추가하기 위해서는 Particle Tracing for Fluid Flow 인터페이스 항목에서 Compute particle mass and Enable macroparticles 선택 상자를 선택해야만 합니다.
난류와 방울 분쇄의 복합 영향으로 인한 횡단 유동 분산에서 방울의 분사. |
Restructured Particle Tracing for Fluid Flow Context Menu
Particle Tracing for Fluid Flow 인터페이스에 대한 문맥 메뉴는 가독성을 향상시키도록 재구성 하였습니다. 모든 힘은 독립된 Forces 하위 항목에 포함되었습니다. 유사하게, 만약 Compute particle temperature 선택 상자를 선택한다면, 모든 열원은 독립된 Thermal 하위 항목에 포함됩니다.
LiveLink™ for MATLAB® Updates
LiveLink™ for MATLAB®의 유저들을 위해 COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a는 향상된 몇몇의wrapper function들을 제공합니다. 자세한 내용은 아래에서 살펴볼 수 있습니다.
Improved Wrapper Function
mphplot
새로운 COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a의 mphplot wrapper function은 다음과 같은 플롯타입을 지원합니다: Directivity Plots (Acoustics 모듈) 및 Optical Aberration Plots (Ray Optics). 게다가, COMSOL Multiphysics® 5.2a에 mphplot function에서 옵션으로 새로운 컬러 테이블이 추가 되었습니다: AuroraAustralis, AuroraBorealis, HeatCamera, HeatCameraLight, JupiterAuroraBorealis, 그리고 Twilight.
추가로, mphplot function은 2D Tube Plots 및 Volume Plots에 대한 와이어프레임 렌더링을 포함하고 있습니다. 또한, mphhplot은 표면에 라인이 표시되는 것과 같이 표면과 라인들이 정렬되며 채워진 레전드 타입을 사용할 수 있습니다.
mphevaluate
mphevaluate function은 벡터행렬의 표현을 받을 수 있습니다. 결과는 표현된 것과 같은 사이즈의 배열을 반환합니다. 또한, 새로운 옵션 asvalue는 구조체의 배열 혹은 스트링의 셀 배열로서 결과를 제공하기 위해 추가되었습니다.
mphglobalmatrix
trans 옵션은 이제 행렬 변환에 대한 추가 값을 지원합니다. 이러한 새로운 값들은 maxwellmutual 및 mutualmaxwell 그리고 none, inverse, sy, sz, ys, yz, zs 및 zy 입니다.
mphstate and mphmatrix
이제 행렬은 솔루션 시퀀스에서 특정 단계에 대해 wrapper function 중 하나인 mphstate function을 사용해서 추출할 수 있습니다. 새로운 기능인 extractafer를 사용해서 솔버를 돌리기 전에 초기 하중 벡터를 추출 할 수 있습니다. 이어서, 행렬 수정과 재 삽입이 mphinputmatix에서 가능합니다.
mphnavigator
에러 및 경고 노드 뿐만 아니라 아이콘이 모델 트리에서 이제 표시됩니다. 이것은 COMSOL Multiphysics®에서 모델트리와 유사하기 때문에 쉽게 모델트리에서 탐색할 수 있습니다.
새로운 버튼 Copy set 및 Copy get은 텍스트를 클립보드에 복사합니다. 이것은 클립보드에 어떻게 설정이 모델로부터 반영되는지(많은 get 방법 중의 하나를 사용해서) 및 어떻게 값이 바뀔 수 있는지(set 방법을 사용해서)를 직접 보여줍니다.
mphshowerrors
모델에서 어떠한 오류에 대해 더 나은 검토를 하기 위해 모델로부터 다양한 단계의 에러를 추출해 줍니다. 여분의 열은 출력에 추가됩니다. 이 열은 에러 정보를 포함하는 모델 트리 노드의 셀 배열을 포합합니다. 이러한 정보를 가지는 것은 쉽게 오류 및 경고 상태를 자동으로 오류 정보를 추출 할 수 있습니다.
LiveLink™ for Excel® Updates
COMSOL Multiphysics® 버전 5.2a는 LiveLink™ for Excel® 사용자를 위해 매개변수와 셀 영역에서 보다 쉽게 작업할 수 있습니다. 아래 LiveLink™ for Excel® 업데이트에 대한 자세한 내용을 확인하시기 바랍니다.
Parameters
COMSOL Multiphysics®에서 정의되고 모델링 된 매개변수와 변수들은 즉시 Microsoft® Excel®에서 사용 가능하고 자동으로 물리모델과 동기화 됩니다. COMSOL Multiphysics®에서 워크시트로 가져온 매개변수들은 이제 매개변수를 정의 하는 표현식뿐만 아니라 계산된 값도 포함할 수 있습니다. 값들은 시뮬레이션 실행에 앞서 매개변수 집합을 평가 하기 위해 Excel®에서 실시간으로 갱신될 수 있습니다.
매개변수를 위한 “Automatic update”라는 새로운 환경 설정이 도입 되었습니다. 이 설정을 선택하면, 가져온 매개변수 셀들을 수정 하면 자동으로 모델과 가져온 매개 변수들의 값에 업데이트가 됩니다.
Changes to the Interpretation of Cell Ranges
Excel® 시트에서 데이터를 로드 할 때, 주어진 셀 범위에 대한 해석이 변경 되었습니다. 가져오기를 위해 셀 범위를 사용할 때, “A1:B20″와 같이 명시적으로 셀 범위를 결정할 수 있습니다. 단지 하나의 시작 셀(e.g., “C5″)을 지정하는 경우 첫 번째 셀로 사용하고 빈 행이 발견될 때까지 계속되는 이전 방법은 여전히 지원합니다.
Microsoft 와 Excel은 모두 미국 및/또는 기타 국가에서 Microsoft Corporation의 등록상표 또는 상표입니다. 기타 모든 상표는 해당 소요자의 자산 입니다. 이러한 소유자의 상표 목록은http://www.comsol.com/tm를 참조하십시오. COMSOL AB와 그 자회사 및 제품은 이러한 상표 소유자에 의해 후원, 승인, 제휴 또는 지원되지 않습니다.
CAD Import Module Updates
CAD Import Module 사용자를 위하여, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전 업데이트에서 특정 파일 포맷의 새 버전을 지원합니다. 아래에서 전체 목록을 볼 수 있습니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 가져오기 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다.
Read From File
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Write to File
- ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
지원되는 모든 파일 형식은 CAD Specification Chart에서 확인하시기 바랍니다.
ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS와 CATIA는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.
LiveLink™ for Inventor® Updates
LiveLink™ for Inventor® 사용자를 위하여, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 Inventor® 내부에서 COMSOL Server™에 연결하는 것이 가능해 집니다. 이는 동기화된 문서를 추적하기 쉽습니다. 아래에서 자세한 LiveLink™ for Inventor® 업데이트 내용을 확인하시기 바랍니다.
Connecting to COMSOL Server™ from Within the Inventor® Interface
COMSOL® Client를 설치하면, Inventor®에 COMSOL Server™와 연동이 가능한 버튼이 만들어 집니다. 이는 Inventor®로 형상 동기화 하는 것을 포함하고, Inventor®인터페이스에서 앱을 읽어 오고 실행할 수 있음을 의미 합니다.
Keeping Track of Synchronized Documents
잘못된 CAD 문서에 연동되는 것을 방지하기 위하여 LiveLink™ for Inventor® 인터페이스는 현재 파일명 및 경로뿐만 아니라, table record, view, position 및 동기화된 Inventor® 디자인의 세부 표현 수준을 추적합니다. 처음 동기화 하는 동안 파일 이름이 검색되고 기록 됩니다. 다음 순서의 동기화는 파일이 열려 있으면, 인터페이스가 자동적으로 Inventor®소프트웨어에서 같은 파일을 선택하여, 동기화되기 이전상태의 디자인으로 변경합니다.
Parameter Selection in CAD Assembly Components
LiveLink™인터페이스는 자동으로 어셈블리의 구성요소 파일에서 선택된 매개 변수를 동기화 합니다. 이전에는 구성요소의 매개변수는 동기화된 어셈블리 파일에서 선택할 수 있었습니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 삽입 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다.
Read From File
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Write to File
- ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
지원되는 모든 파일 형식은 CAD Specification Chart에서 확인하시기 바랍니다.
ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS와 CATIA는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.
LiveLink™ for AutoCAD® Updates
LiveLink™ for AutoCAD ® 사용자를 위하여, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 AutoCAD ® 내부에서 COMSOL Server™에 연결하는 것이 가능해 집니다. 업데이트 되는 LiveLink™ for AutoCAD®에서는 재료 그룹이 프로그램간에 자동적으로 전달 되고, 동기화된 문서를 추적하기 쉽습니다. 아래에서 자세한 LiveLink™ for AutoCAD ® 업데이트 내용을 확인하시기 바랍니다.
Connecting to COMSOL Server™ from Within the AutoCAD® Interface
COMSOL® Client를 설치하면, AutoCAD ®에 COMSOL Server™와 연동이 가능한 버튼이 만들어 집니다. 이는 AutoCAD ®로 형상 동기화 하는 것을 포함하고, AutoCAD ®에서 앱을 읽어 오고 실행할 수 있음을 의미 합니다.
Material Selections
LiveLink™ for AutoCAD® 인터페이스에 추가된 주된 기능은 프로그램간에 자동으로 재료 그룹을 전송하는 것입니다. 동기화 하는 동안에 LiveLink™ 인터페이스는 AutoCAD® 파일에서 만들어진 재료 그룹을 자동으로 COMSOL® 선택 그룹으로 생성합니다. LiveLink™ 인터페이스는 층, 고체 및 표면 객체, 그리고 객체의 면에 할당된 물질을 감지합니다. COMSOL Multiphysics® 모델에서 도메인 또는 표면 선택 그룹은 재료가 각각 고체 또는 면 및 표면 개체에 할당 되었는지 여부에 기초하여 생성 됩니다.
Keeping Track of Synchronized Documents
잘못된 AutoCAD® 문서에 연동되는 것을 방지하기 위하여 LiveLink™ for AutoCAD® 인터페이스는 동기화된 CAD 문서의 파일명 및 경로를 추적합니다. 처음 동기화 하는 동안 파일 이름이 검색되고 기록 됩니다. 다음 모든 순서의 동기화는 문서가 활성화 되어 있지 않더라도, 파일이 열려 있으면, 인터페이스가 자동적으로 AutoCAD®소프트웨어에서 같은 파일을 선택합니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 삽입 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다
Read From File
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Write to File
- ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
지원되는 모든 파일 형식은 CAD Specification Chart에서 확인하시기 바랍니다.
ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS와 CATIA는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.
LiveLink™ for Revit® Updates
LiveLink™ for Revit® 사용자를 위하여, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 Revit® 내부에서 COMSOL Server™에 연결하는 것이 가능해 집니다. 이는 동기화된 문서를 추적하기 쉽습니다. 아래에서 자세한 LiveLink™ for Revit® 업데이트 내용을 확인하시기 바랍니다.
Connecting to COMSOL Server™ from Within the Revit® Interface
COMSOL® Client를 설치하면, Revit®에 COMSOL Server™와 연동이 가능한 버튼이 만들어 집니다. 이는 Revit®로 형상 동기화 하는 것을 포함하고, Revit®인터페이스에서 앱을 읽어 오고 실행할 수 있음을 의미 합니다.
Keeping Track of Synchronized Documents
잘못된 CAD 문서에 연동되는 것을 방지하기 위하여 LiveLink™ for Revit® 인터페이스는 현재 파일명 및 경로를 추적할 뿐만 아니라, 프로젝트의 configuration 을 동기화합니다. 처음 동기화 하는 동안 파일 이름이 검색되고 기록 됩니다. 다음 순서의 동기화는 파일이 열려 있으면, 인터페이스가 자동적으로 Revit®소프트웨어에서 같은 파일을 선택하여, 동기화된 구성 이전상태로 변경합니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 삽입 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다.
Read From File
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Write to File
- ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
지원되는 모든 파일 형식은 CAD Specification Chart에서 확인하시기 바랍니다.
ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.
LiveLink™ for PTC® Pro/ENGINEER® Updates
LiveLink™ for PTC® Pro/ENGINEER ® 사용자를 위하여, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 동기화된 문서를 추적하기 쉬워 지고, CAD 파일의 불러오기와 내보내기 기능이 특정 파일 포맷의 새로운 버전을 지원하게 되었습니다. 아래에서 자세한 LiveLink™ for PTC® Pro/ENGINEER ® 업데이트 내용을 확인하시기 바랍니다.
Keeping Track of Synchronized Documents
잘못된 CAD 문서에 연동되는 것을 방지하기 위하여 LiveLink™ for PTC®Pro/ENGINEER ® 인터페이스는 동기화된 CAD 문서의 파일명 및 경로를 추적합니다. 처음 동기화 하는 동안 파일 이름이 검색되고 기록 됩니다. 다음 순서의 동기화는 파일이 열려 있으면, 인터페이스가 자동적으로 PTC®Pro/ENGINEER ®소프트웨어에서 같은 파일을 선택합니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 삽입 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다.
Read From File
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Write to File
- ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
지원되는 모든 파일 형식은 CAD Specification Chart에서 확인하시기 바랍니다.
PTC와 Pro/ENGINEER는 미국과 그 외 여러나라들에 있는 PTC Inc와 지사들의 상표입니다. 모든 상표들은 각 소유권자들의 재산입니다. ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS와 CATIA는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.
LiveLink™ for SOLIDWORKS® Updates
LiveLink™ for SOLIDWORKS ® 사용자를 위하여, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 SOLIDWORKS ® 내부에서 COMSOL Server™에 연결하는 것이 가능해 집니다. 그리고 사용자가 앱에서 직접 SOLIDWORKS ® 형상을 수정할 수 있는 앱을 만드는 방법에 대한 예제를 확인할 수 있습니다. 아래에서 자세한 LiveLink™ for Inventor® 업데이트 내용을 확인하시기 바랍니다.
Connecting to COMSOL Server™ from Within the SOLIDWORKS® Interface
COMSOL® Client를 설치하면, SOLIDWORKS ®에 COMSOL Server™와 연동이 가능한 버튼이 만들어 집니다. 이는 SOLIDWORKS ®로 형상 동기화 하는 것을 포함하고, SOLIDWORKS ®인터페이스에서 앱을 읽어 오고 실행할 수 있음을 의미 합니다.
New App: Bike Frame Analyzer
자전거 프레임의 신뢰성은 다양한 하중에 대하여 구조 응력을 받는 해석을 함으로써 예상할 수 있습니다. 이 앱은 LiveLink™ for SOLIDWORKS®를 활용하여 스트레스를 컴퓨팅 해석하면서 대화형식으로 형상을 업데이트 합니다. 이 앱을 사용하면 치수, 물성, 및 하중을 다양한 경우에 대하여 자전거 프레임에 적용하여 쉽게 테스트 할 수 있습니다. 이 앱은 자전거 프레임의 구조적 치수, 물성 및 하중/제약조건에 기초하여 프레임의 응력 분포 및 변형을 계산 합니다.
SOLIDWORKS® 문서로부터 앱의 형상이 업데이트 될 때, 해석된 CAD 디자인을 쉽게 추적하기 위해, 앱은 마지막 업데이트 날짜 및 시간과 같은 CAD파일 정보뿐만 아니라, 문서 이름, 구성 및 표시 상태를 나타냅니다. 머리각도, 시트각도, 상단 튜브 길이, 하단 바닥 처짐, 체인 스테이, 휠 베이스 및 스택 등 프레임 형상 크기를 조절 할 수 있습니다. 또한, 알루미늄, 스틸, 티타늄 또는 사용자 정의의 물성을 설정할 수 있습니다. 하중 및 구속조건도 지정할 수 있습니다.
이 앱은 주어진 하중 케이스에 의하여 계산된 유효 응력에 대한 제어 값으로 최대 허용 응력 계수를 설정할 수 있습니다.
Application Library path for the Bike Frame Analyzer app:
LiveLink_for_Soldiworks/Applications/bike_frame_analyzer_llsw
Structural_Mechanics Module/Applications/bike_frame_analyzer_llsw
180도 크랭크 앵글에 대한 프레임의 유효응력을 보여 주는 Bike Frame Analyzer 앱의 사용자 인터페이스 입니다.
참고: 이 앱을 실행하려면, LiveLink™ for SOLIDWORKS® 및 Structural Mechanics Module이 필요합니다.
Keeping Track of the Document State
잘못된 SOLIDWORKS®문서에 연동되는 것을 방지하기 위하여 LiveLink™ 인터페이스는 현재 파일명 및 경로뿐만 아니라, 동기화된 SOLIDWORKS® 디자인의 구성 및 표시 상태를 추적합니다. 처음 동기화 하는 동안 파일 이름이 검색되고 기록 됩니다. 다음 순서의 동기화는 파일이 열려 있으면, 인터페이스가 자동적으로 SOLIDWORKS®소프트웨어에서 같은 파일을 선택하여, 동기화되기 이전 디자인의 구성 및 상태로 변경합니다.
Parameter Selection in CAD Assembly Components
LiveLink™인터페이스는 자동으로 어셈블리의 구성요소 파일에서 선택된 매개 변수를 동기화 합니다. 이전에는 구성요소의 매개변수는 동기화된 어셈블리 파일에서 선택할 수 있었습니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 불러오기 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다.
Read From File
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Write to File
- ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
지원되는 모든 파일 형식은 CAD Specification Chart에서 확인하시기 바랍니다.
LiveLink™ for Revit® ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS와 CATIA는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.
LiveLink™ for PTC® Creo® Parametric™ Updates
LiveLink™ for PTC® Creo® Parametric™ 사용자를 위하여, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 PTC® Creo® Parametric™ 내부에서 COMSOL Server™에 연결하는 것이 가능해 집니다. 이는 동기화된 문서를 추적하기 쉽습니다. 아래에서 자세한 LiveLink™ for PTC® Creo® Parametric™ 업데이트 내용을 확인하시기 바랍니다.
Connecting to COMSOL Server™ from Within the PTC® Creo® Parametric™ Interface
COMSOL® Client를 설치하면, PTC® Creo® Parametric™에 COMSOL Server™와 연동이 가능한 버튼이 만들어 집니다. 이는 PTC® Creo® Parametric™로 형상 동기화 하는 것을 포함하고, PTC® Creo® Parametric™인터페이스에서 앱을 읽어 오고 실행할 수 있음을 의미 합니다.
Keeping Track of Synchronized Documents
잘못된 CAD 문서에 연동되는 것을 방지하기 위하여 LiveLink™ for PTC® Creo®Parametric™ 인터페이스는 현재 파일명 및 경로뿐만 아니라 동기화된 PTC® Creo®Parametric™ 디자인의 instance 및 simplified representation을 추적합니다. 처음 동기화 하는 동안 파일 이름이 검색되고 기록 됩니다. 다음 순서의 동기화는 파일이 열려 있으면, 인터페이스가 자동적으로 CAD 소프트웨어에서 같은 파일을 선택하여, 이전에 동기화된 디자인으로 변경합니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 불러오기 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다.
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Read From File
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
지원되는 모든 파일 형식은 CAD Specification Chart에서 확인하시기 바랍니다.
PTC, Creo와 Creo Parametric 는 미국과 그 외 여러나라들에 있는 PTC Inc. 또는 지사들의 등록상표 또는 상표입니다. ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS와 CATIA는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm에서 확인하시길 바랍니다.
LiveLink™ for Solid Edge® Updates
LiveLink™ for Solid Edge® 사용자를 위하여, COMSOL Multiphysics® 5.2a 버전은 Solid Edge® 내부에서 COMSOL Server™에 연결하는 것이 가능해 집니다. 이는 동기화된 문서를 추적하기 쉽습니다. 아래에서 자세한 LiveLink™ for Solid Edge® 업데이트 내용을 확인하시기 바랍니다.
Connecting to COMSOL Server™ from Within the Solid Edge® Interface
COMSOL Client를 설치하면, Solid Edge®에 COMSOL Server™와 연동이 가능한 버튼이 만들어 집니다. 이는 Solid Edge®로 형상 동기화 하는 것을 포함하고, Solid Edge®인터페이스에서 앱을 읽어 오고 실행할 수 있음을 의미 합니다.
Keeping Track of Synchronized Documents
잘못된 Solid Edge® 문서에 연동되는 것을 방지하기 위하여 LiveLink™ for Solid Edge® 인터페이스는 현재 동기화된 Solid Edge® 문서의 파일명 및 경로를 추적합니다. 처음 동기화 하는 동안 파일 이름이 검색되고 기록 됩니다. 다음 순서의 동기화는 파일이 열려 있으면, 인터페이스가 자동적으로 Solid Edge® 소프트웨어에서 같은 파일을 선택합니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 불러오기 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장되었습니다.
Read From File
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Write to File
- ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
지원되는 모든 파일 형식은 CAD Specification Chart에서 확인하시기 바랍니다.
PTC, Creo와 Creo Parametric 는 미국과 그 외 여러나라들에 있는 PTC Inc. 또는 지사들의 등록상표 또는 상표입니다. ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Solid Edge, Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS와 CATIA는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.
Design Module Updates
COMSOL Multiphysics® 버전5.2a는 Design 모듈 사용자를 위해, 특정 파일 형식의 새로운 버전을 지원하는 업데이트를 제공합니다. 아래에서 전체 목록을 볼 수 있습니다.
Updated Support for New CAD File Format Versions
CAD 파일 가져 오기 및 내보내기 기능은 다음과 같은 파일 형식에 대한 새로운 버전을 지원하도록 확장 되었습니다:
Read From File
- Parasolid® (.x_t, .xmt_txt, .x_b, .xm\t_bin) up to V28.1
- ACIS® (.sat, .sab, .asat, .asab) up to R25, 2016 1.0
- CATIA® V5 (.CATPart, .CATProduct) R8-R25, 2016
- Inventor® assemblies (.iam) versions 11, 2008-2016
- Inventor® parts (.ipt) versions 6-11, 2008-2016
- SOLIDWORKS® (.sldprt, .sldasm) versions 98-2016
- AutoCAD® (.dwg) versions 2.5-2016
- AutoCAD® DXF (.dxf, 3D) versions 2.5-2016
Write to File
- ACIS® (.sat, .sab) R4, R7, and 2016 1.0
- Parasolid® (.x_t, x_b) V28.1
지원되는 전체 CAD 파일 형식 목록은 CAD Specification Chart 아래 “Read from File, CAD”와 “Write to File” 섹션에서 찾을 수 있습니다.
ACIS는 Spatial Corporation의 등록 상표입니다. Autodesk, AutoCAD, Inventor는 Autodesk, Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사 또는 제휴 회사의 등록 상표 또는 상표입니다. Parasolid와 NX는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. PTC, Creo, and Parametric는 PTC Inc. 또는 미국 및 기타 국가에 있는 자회사의 등록 상표 또는 상표입니다. SOLIDWORKS는 Dassault Systèmes SolidWorks Corp.의 등록 상표입니다. 여기에 나열된 모든 상표는 해당 소유자의 자산이며, COMSOL AB와 자회사 및 제품은 해당 상표 소유자에 의해서 후원, 승인, 제휴, 지원되지 않습니다. 이러한 상표 소유자의 목록은http://www.comsol.com/tm 에서 확인하시길 바랍니다.