COMSOL Multiphysics® 5.4 Release Highlights


MEMS Module Updates


MEMS 모듈 사용자를 위해 COMSOL Multiphysics® 5.4버전에는 경계요소법을 전계 모델링에서 사용가능하고, 새로운 구조 역학 관련 기능이 추가되었으며, 새롭게 추가된 3개의 예제가 있습니다. 보다 더 자세한 사항은 아래 내용에서 확인시기 바랍니다.

New Electromechanics, Boundary Elements Interface

Electromechanics, Boundary Elements 인터페이스는 Solid Mechanics 와 Electrostatics, Boundary Elements 인터페이스의 기능을 혼합한 형태입니다. 이 기능은 정전기로 작동하는 구조물의 변형을 모델링 하는데 사용합니다. 경계요소법을 이용하여 계산된 전기장과 구조물의 경계에서 Maxwell 응력으로 구조물이 받는 하중이 연동됩니다. 반대로는 구조물의 변형으로 변화되는 경계를 Electrostatics에 연동하여 줍니다. 경계요소법을 사용하는 인터페이스와 유한요소를 사용하는 인터페이스를 혼합하여 사용 할 수 있습니다. Solid Mechanics는 유한요소법을 이용하고 Electrostatics는 경계요소법을 이용하게 됩니다. 경계요소법을 사용하는 이점은 구조물 이외의 공간에 메시를 생성하지 않아도 되는 것으로 공기영역에 메시가 필요 없고 무한메시 설정 또한 필요하지 않는 것입니다. 경계요소를 사용하게 되면 자동으로 무한영역을 고려하게 됩니다.

Electromechanics, Boundary Elements 인터페이스

Electromechanics, Boundary Elements 인터페이스

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New Fluid-Structure Interaction Couplings

유체-고체 연성(FSI) 기능이 쉘과 멤브레인에도 적용되도록 개선되었습니다. 관련 기능이 개선되어 유체 영역의 변화가 중요한 경우나 무시 할 수 있을 정도로 변형이 적은 경우에도 동일한 설정을 사용하게 되었습니다. 어셈블리에서 FSI 다중물리연동을 할 수 있어, 고체 유체 경계에서 메시가 공유될 필요는 없습니다.

아래 예제에 관련한 기능을 소개하고 있습니다:

  • peristaltic_pump
  • aluminum_extrusion_fsi

볼 밸브에서 유동 상태; 선 색은 압력을 의미합니다.

볼 밸브에서 유동 상태; 선 색은 압력을 의미합니다.


Activation of Material for Additive Manufacturing

많은 제조 공정에서, 재료는 순차적으로 적층됩니다. 대부분의 경우에 재료는 응력이 없는 상태로 추가 됩니다. 새로운 Activation 기능을 사용하면 사용자 설정에 따라서 재료를 추가하거나 삭제 할 수 있습니다. 이 기능은 Linear Elastic Material 노드 하위에 추가됩니다. 기준은 임의적인 수식을 사용 할 수 있어서 시간, 파라미터 값, 온도에 따라서도 설정 할 수 있습니다. Layered Plate모델에서 관련한 기능을 소개하고 있습니다.

온도에 따라서 재료가 적층되는 적층 구조물에서 응력

온도에 따라서 재료가 적층되는 적층 구조물에서 응력


Roller Condition with Analytical Normal Orientation

Roller 경계 조건에는 미끄러지는 면을 지정할 수 있습니다. 따라서 롤러의 변위나 회전을 일정 범위만큼 인가 할 수 있습니다. 외부에서 삽입한 메시를 사용한 경우처럼 수직 방향을 정의하기 어려운 조건을 피할 때 사용 할 수 있습니다.

봉의 중간 부분에 Roller 조건을 실린더 표면에 설정한 이후에 축을 중심으로 회전과 병진 이동이 가능하게 되었습니다.

봉의 중간 부분에 Roller 조건을 실린더 표면에 설정한 이후에 축을 중심으로 회전과 병진 이동이 가능하게 되었습니다.


Rigid Connector for Edges and Points

강체 연결 기능을 사용하는 것은 기계 조립품을 모델링 할 때 중요합니다. Rigid Connector에는 점, 선, 면을 혼합하여 사용 할 수 있습니다. 점이나 선에 직접 강체 연결 설정이 가능하게 되었습니다. 점 연결은 나사연결이나 리벳 연결 설정에 유용하게 사용 할 수 있습니다.

 나의 Rigid connector를 이용하여 파이프 끝의 경계를 평판의 8개의 점과 연결하였습니다.

하나의 Rigid connector를 이용하여 파이프 끝의 경계를 평판의 8개의 점과 연결하였습니다.


Flexible Formulation of the Rigid Connector Feature

Rigid Connector 기능에 Rigid와 Flexible두 가지 수식이 추가 되었습니다. 기본으로 Rigid 수식이 사용되고 이는 선택된 경계, 모서리, 점을 강체 연결된 것으로 가정하고 해석 됩니다. 이 경우에 예측되지 않은 강성이나 비현실적인 국부 응력이 발생하기도 합니다. Flexible 수식으로 변경하게 되면 구속에 평균 개념이 적용됩니다. Flexible 수식은 경계을 선택한 경우에만 사용 가능합니다.

 igid connector를 사용하여 끝 단에 모멘트를 적용한 두 외팔보; 위쪽이 새로운 Flexible 수식을 적용한 결과 입니다.

Rigid connector를 사용하여 끝 단에 모멘트를 적용한 두 외팔보; 위쪽이 새로운 Flexible 수식을 적용한 결과 입니다.


Utility Functions for External Materials

외부 재료 기능을 사용하여 구성 관계식을 프로그래밍 할 때 특정한 코드가 반복적으로 사용됩니다. 이는 다양한 텐서 연산, 주요 값 및 방향, 역행렬 계산이 포함됩니다. 새롭게 추가된 20개 이상의 함수는 이러한 공통적인 부분을 포함하고 있고 이를 사용하면 코딩 하는데 많은 시간을 절약 할 수 있습니다.

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New Tutorial Models

COMSOL Multiphysics® 5.4버전에는 3가지 새로운 모델이 추가 되었습니다.


Squeeze-Film Damping of Perforated Plates

계산된 손실 계수(녹색)는 측정된 값(검정색)과 비교하면 비슷한 경향과 값의 크기를 확인 할 수 있습니다.

계산된 손실 계수(녹색)는 측정된 값(검정색)과 비교하면 비슷한 경향과 값의 크기를 확인 할 수 있습니다.

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Dispersion Diagram of a Thin-Film BAW Structure

계산된 분산 다이어그램은 전파 모드와 소멸모드의 파수를 포함합니다.

계산된 분산 다이어그램은 전파 모드와 소멸모드의 파수를 포함합니다.

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S-Parameter of a Thin-Film BAW Resonator

두 가지 다른 방식으로 계산된 S-parameter 의 실수와 허수부는 완전히 일치 합니다.

두 가지 다른 방식으로 계산된 S-parameter 의 실수와 허수부는 완전히 일치 합니다.

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