COMSOL Multiphysics® 5.3a Release Highlights



Studies and Solver Updates



COMSOL Multiphysics® 버전 5.3a에는 새로운 모델 축소 기능, 솔루션 결합 시 더 높은 유연성과 이미 계산된 데이터 재사용 옵션이 포함됩니다. 해석 및 솔버와 관련된 모든 업데이트에 대한 자세한 것은 아래의 내용을 읽어보십시오.

Model Reduction


모델 축소를 위한 새로운 작업 체계(framework)가 COMSOL Multiphysics® 버전 5.3a에서 사용 가능하며, 축소된 모델을 생성하고 사용하는 과정이 나누어 집니다. 모델 축소(Model reduction)는 해석되는 자유도의 수를 줄임으로써 보다 효율적인 모델을 생성하는 데 사용되는 다양한 수치 기법들의 총칭입니다. 축소 모델(reduced model)은 솔루션 과정을 가속화하는 데 사용되는 원본 모델의 근사치 입니다. 한 예로 다른 입력 매개 변수를 사용하여 유사한 계산을 여러 번 수행해야 하는 경우가 있습니다. 축소 모델을 생성하기 전에 사용자는 모델 축소 방법(COMSOL Multiphysics®의 Modal 또는 AWE)뿐만 아니라 입력 및 출력 매개 변수 세트(set)를 정의합니다. 그런 다음, 축소 모델이 생성되어 설정된 입 / 출력 관계와 사용자 정의 충실도 기준에 따라 가능한 한 원본 모델에 가깝게 재생합니다.

새로운 작업체계의 일환으로 모델 축소에 대한 별도의 해석에 AWE (Asymptotic Waveform Evaluation) 솔버 뿐만 아니라 Modal 솔버 사용에 대한 지원이 도입되었습니다. 모델 축소 해석에서 과도 시뮬레이션 또는 주파수 스윕을 직접 수행하길 원하는 경우 다른 항목에서 사용할 축소 모델을 생성할 수 있습니다. 축소 모델은 전역 변수 출력을 정의하고 축소되지 않은 모델의 선택된 부분을 재구성할 수 있습니다. Modal 솔버를 사용할 때 전역 매개 변수를 사용하여 축소 모델의 모델 제어 입력을 정의하고 전역 표현으로 대체 할 수 있으므로 축소 모델을 자유롭게 넣을 수 있습니다. Modal 솔버가 생성한 축소 모델은 상태-공간(state-space) 형식의 행렬을 포함하여 Java® API 또는 LiveLink™ forMATLAB®를 통해 선형 축소 시스템의 시스템 행렬을 검색하는 데 사용할 수도 있습니다.

Model Reduction 해석은 Advanced Study Options을 활성화 한 상태에서 Study 항목 메뉴에서만 사용할 수 있음에 주의합니다.

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축소 모델을 작성하기 위한 작업 과정(workflow)는 다음과 같습니다.

      1. 적용할 모델 – 축소 방법 선택: Modal 또는 AWE
        a. Modal 방법의 경우 사용할 Training 해석을 선택: Eigenvalue 또는 Eigenfrequency 해석 단계
      2. 호환되는 별도의 해석 단계를 선택하여 축소되지 않은 모델 정의
        a. Modal 방법의 경우 축소 모델 제어 입력 정의
      3. 축소 모델 출력 정의
      4. 정의된 설정에 따른 축소 모델을 생성을 위한 해석 계산
        a. 그런 다음 축소 모델이 Global Definitions 노드 아래에 존재

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Parallelized Smoothed Aggregation Algebraic Multigrid (SA-AMG)

SA-AMG의 설정이 병렬 처리됩니다. SA-AMG 솔버는 주로 CFD 시뮬레이션에 사용되며 SA-AMG의 설정 단계는 현재의 다중 코어 및 분산 메모리를 이용합니다. 따라서 다중 코어 프로세서에서의 설치 속도가 빠르고 클러스터의 메모리 피크(peak)가 줄어 듭니다.

Remove Selections When Combining Solutions

Combine Solutions 기능을 사용하면 솔루션 시간, 고유 주파수 및 매개 변수와 관련하여 솔루션의 선택된 부분만 보관할 수 있습니다. 이는 대형 모델에 대해 저장된 데이터의 양을 줄이거나 후 처리 목적으로 원치 않는 솔루션을 제거하는데 유용합니다.

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Compute Weighted Sums of Solutions

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Eigenfrequency Parametric Solver

Eigenfrequency 및 Eigenvalue 해석 단계는 Time Dependent 해석 기능과 유사한 보조 매개 변수 스윕에 대한 지원으로 확장되었습니다. Auxiliary sweep은 Parametric Sweep과 비교하여 매개 변수를 변경하는 데 보다 효율적인 알고리즘을 사용하며, 적용 가능한 경우 솔루션 시간과 저장 공간을 줄입니다. 클러스터에서는 Distribute parametric solver 옵션을 사용할 수 있습니다. 이 옵션은 각 매개변수 값에 대해 단일 노드에 적합한 문제에 매우 효율적입니다.

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Reuse Already Computed Data

많은 경우에 상당한 성능 향상을 제공 할 수 있는 선형 솔버에서 데이터를 재사용 할 수 있는 새로운 옵션이 있습니다. 비선형, 시간 종속 및 매개 변수 솔버에서 이전 단계의 데이터를 재사용하면 여러 선형 해석기의 성능이 향상됩니다. 대형 모델의 경우 비선형 반복에서 직접 선형 솔버를 사용하면 성능이 최대 30 %까지 향상됩니다.

데이터를 재사용 할 수 있는 새로운 옵션은 기본적으로 사용하도록 설정되어 있으며, 옵션을 사용할 수 없는 경우에 비해 메모리 사용량을 늘릴 수 있습니다. 새로운 옵션은 경우에 따라 행렬 체계에 약하게 의존하기 때문에, 경우에 따라 다른 수렴 속도를 나타낼 수 있습니다. 재사용 된 데이터가 사용되고 수렴 문제가 있는 경우 관련 솔버 데이터가 업데이트됩니다.

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New Options to Control Iterative Solver Termination

이제 반복 솔버에서 left preconditioning을 사용할 때 별도의 공차로 상대 잔차를 제어 할 수 있습니다. 잔차에 대한 새로운 요건은 left preconditioning을 사용하면 반복 솔버의 견고성을 향상시켜서 반복 솔버가 너무 일찍 종료되지 않게 합니다. 또한, 중간(intermediate) 비선형 솔버 단계에서 반복 횟수를 줄임으로써 종료 할 수 있는 새로운 옵션이 있습니다. 이 옵션을 사용하면 각 비선형 스텝에서 선형 솔버로 수행되는 작업을 제어 할 수 있습니다. 마지막 비선형 솔버 단계의 반복 횟수는 여전히 최대 반복 횟수 설정에 의해 제어됩니다.

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Automatic Scales Supported in the Matrix-Free Format

행렬-자유(matrix-free) 형식이 필드 구성 요소의 크기를 자동으로 추정합니다. 이는 고속 솔버에 의해 행렬-자유 형식이 사용되는 경계 요소 법(BEM)에 대한 수렴 속도가 크게 향상 될 수 있습니다.

New Batch and Cluster Options When Running in Batch Mode

COMSOL Multiphysics®는 Distributed Parametric Sweep, Batch Sweep 및 Cluster Sweep을 포함한 여러 가지 유형의 매개변수 스윕을 지원합니다. 한편 Distributed Parametric Sweep은 서로 다른 매개 변수에 해당하는 계산에 각각의 프로세스를 사용하여 MPI 기반 작업 내에서 다양한 매개 변수를 병렬로 처리합니다. 반면, Batch Sweep이나 Cluster Sweep은 여러 프로세스를 병렬로 시작하고 독립적으로 실행한 다음, 그 결과를 기본 사용자 인터페이스 기반 프로세스로 취합합니다. 이전 버전의 COMSOL® 소프트웨어에서는 일괄 처리 명령으로 Batch Sweep이나 Cluster Sweep을 시작할 수 없었지만, 이 기능은 이제 새로운 명령어 옵션 -mode batch-mode desktop에서 사용할 수 있습니다. 어떤 이유로 사용자 인터페이스에 접근할 수 없는 시스템에서 소프트웨어를 실행하는 경우 이 기능이 유용할 수 있습니다.

대부분의 경우 Distributed Parametric Sweep은 Distributed Parametric Sweep 체크박스를 간단히 선택하여 작동하며 분산 모드로 시작합니다. Batch Sweep 및 Cluster Sweep은 여러 경로와 그 외 환경들을 설정해야 합니다. Batch Sweep 및 Cluster Sweep은 잠재적 수렴 문제와 개별 매개변수 재 시작 가능성과 관련한 견고성을 원할 때 선호됩니다. Distributed Parametric Sweep 및 Cluster Sweep은 FNL(Floating Network License)에서만 사용할 수 있고, 단일-사용자 라이센스에서는 Batch Sweep을 사용할 수 있습니다.

운영 체제 명령어에서 배치 모드로 실행할 때 몇 가지 새로운 명령어 옵션이 있습니다. 옵션 -clearmesh-clearsolution은 모델을 파일에 저장하기 전에 각각 격자와 솔루션을 지웁니다. 이는 출력 파일에 프로브 데이터(probe data)와 같은 스칼라 출력만 유지하려는 경우에 유용합니다. 옵션 -cancel-stop은 이미 실행중인 일괄 처리 작업을 취소하고 중지합니다. 옵션 -jobfile < filename> 은 입력 파일 목록을 포함하는 파일을 읽고 각 입력 파일에 대해 배치작업(batch job)을 실행합니다. 또한 method name이 메서드 호출(Method Call) 기능의 태그를 의미하는 옵션 -methodcall 을 사용하여 일괄 처리에서 메서드 호출을 실행할 수도 있습니다.

Updates to Cluster Computing and Remote Computing

클러스터 컴퓨팅에서 PBS 기반 스케줄러를 지원합니다. Remote Computing 설정에는 COMSOL Multiphysics®에서 사용하는 배치 명령어를 파일로 저장하고 원격 컴퓨터로 전송하는 전체 파일 목록과 호스트로부터 전송 받는 전체 파일 목록을 저장하는 옵션이 있습니다. 이렇게 하면 배치 작업을 생성하는 컴퓨터에서 원격 컴퓨터로 접근할 수 없는 경우 원격으로 일괄 작업을 실행할 수 있습니다. 일괄 작업이 완료되고 결과 파일이 원격 컴퓨터로부터 복사되면 결과가 업데이트됩니다.

환경 설정 창에서 Remote Computing을 위한 새로운 설정

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