Aggiornamenti Studi e Solutori

La versione 6.2 di COMSOL Multiphysics® introduce molti miglioramenti nelle prestazioni, in particolare per i problemi non lineari e per il calcolo parallelo. Inoltre, il metodo degli elementi al contorno (BEM) è stato migliorato per l'elettromagnetismo in alta frequenza e per i problemi che coinvolgono gap ridotti, ed è stato aggiunto il supporto per consentire la periodicità temporale delle variabili non risolte. È stata aggiunta un'opzione per l'utilizzo della trasformata veloce di Fourier (FFT) per i problemi antisimmetrici; il supporto per gli autovettori sinistri ha applicazioni per la riduzione del modello e l'analisi di sensibilità dei problemi non simmetrici. Per scoprire di più su tutti gli aggiornamenti, continuate a leggere.

Miglioramento delle prestazioni su cluster e multicore

La versione 6.2 di COMSOL Multiphysics® offre un miglioramento fino al 40% per il calcolo su cluster e multicore. Le prestazioni del BEM e il bilanciamento della memoria sono stati notevolmente migliorati sui cluster.

Nuovo metodo per la gestione dei vincoli

È stato aggiunto un nuovo metodo ibrido per la gestione dei vincoli. Questo metodo utilizza l'eliminazione gaussiana per i blocchi di vincoli più grandi, per i quali una decomposizione completa dei valori singolari (SVD) è proibitiva, mentre utilizza ancora una SVD per i blocchi più piccoli. Questo metodo è particolarmente utile nelle simulazioni di grandi dimensioni che coinvolgono vincoli non locali.

Un modello di microfono a condensatore nella tabella dei colori Prism.
Il tutorial Brüel & Kjær 4134 Condenser Microphone utilizza le funzioni ibride dello spazio nullo per l'eliminazione dei vincoli.

Input periodici non risolti

Nelle simulazioni che richiedono la risoluzione sequenziale di un problema tempo-periodico e di un problema transitorio, è ora necessario simulare solo un periodo del campo periodico. Questa funzionalità può essere attivata direttamente nella sezione Advanced del nodo Time-Dependent Solver. È possibile utilizzarla per simulare un singolo periodo di una macchina rotante e poi risolvere altri campi dipendenti dal tempo su scale temporali più grandi di una singola rotazione della macchina.

Modelli di reattori a due serbatoi che mostrano la concentrazione nella tabella dei colori Rainbow.
In questo modello di reattore a serbatoio, la fluidodinamica è periodica nel tempo, mentre la concentrazione dei reagenti diluiti varia con il tempo su una scala temporale molto più ampia di un periodo di rotazione.

Supporto per FFT a metà ciclo

È ora possibile calcolare una FFT per problemi antisimmetrici utilizzando solo la prima metà dei dati del segnale. Per i modelli transitori di grandi dimensioni, il tempo di calcolo può essere dimezzato non richiedendo il calcolo di un periodo completo per eseguire la FFT.

Modello di trasformatore E-core nella tabella dei colori Rainbow con frecce bianche intorno al nucleo.
L'antisimmetria del semiperiodo può essere applicata per modellare un trasformatore con nucleo a E.

BEM

Miglioramenti delle prestazioni

L'esecuzione di analisi BEM su cluster è ora fino a 7 volte più veloce rispetto alle versioni precedenti del software. Ciò è dovuto al miglioramento del bilanciamento del carico e della memoria nella versione 6.2 di COMSOL Multiphysics®. Con configurazioni non su cluster, un solutore perfezionato riduce il tempo di calcolo fino al 35%.

Un modello di sottomarino nella tavola dei colori Wave Light.
Il tutorial Submarine Target Strength a 6 kHz con 2,5M DOFs su 6 nodi di un cluster ha richiesto 7 ore e 30 minuti di calcolo nella versione 6.1 di COMSOL Multiphysics®. È possibile risolvere lo stesso modello in 55 minuti utilizzando la versione 6.2 di COMSOL Multiphysics®.

Quadratura speciale per elementi di mesh close-to-touching

L'opzione Thin gap handling della sezione Quadrature abilita una trasformazione variabile sugli elementi della mesh close-to-touching che consente un'integrazione più accurata durante l'assemblaggio. Questa trasformazione consente di migliorare notevolmente l'accuratezza dei problemi che contengono gap sottili, ad esempio nei problemi che coinvolgono condensatori o radiazioni sonore attraverso guide d'onda sottili.

Nuove opzioni per il solutore non lineare

Sono state aggiunte molte nuove opzioni che aiutano a mettere a punto le prestazioni o la robustezza del solutore non lineare. Nell'accelerazione pseudo-temporale, è stata introdotta la nuova opzione che consente di smussare il residuo per ridurre il numero di iterazioni non lineari. Sono state introdotte diverse nuove opzioni per il controller proporzionale integrale derivato (PID). Per i problemi di trasporto, è stata migliorata l'accelerazione di Anderson ed è stata aggiunta un'opzione per controllare quando viene utilizzato il passo di Anderson invece di un normale passo di Newton. L'insieme di questi miglioramenti consente di ottenere prestazioni sostanzialmente migliori.

Miglioramenti al Minimal Jacobian Update

Nei problemi dipendenti dal tempo, lo Jacobiano può essere aggiornato automaticamente impostando l'opzione Jacobian update su Minimal nel nodo Fully Coupled o nel nodo delle variabili Segregated Solver. Ciò consente di migliorare le prestazioni senza compromettere la robustezza. È stato implementato un nuovo algoritmo, più robusto, per determinare quando è necessario aggiornare lo Jacobiano, che viene attivato per impostazione predefinita. La casella di controllo Use linear heuristics for adaptive tolerance disattiva il nuovo algoritmo e torna a utilizzare l'algoritmo disponibile nella versione 6.1 di COMSOL Multiphysics®.

Tolleranza adattiva per il solutore lineare

È ora possibile utilizzare una tolleranza adattiva per il risolutore lineare. Sebbene il numero di iterazioni non lineari possa aumentare, il numero di iterazioni lineari per ogni iterazione non lineare può diminuire drasticamente, con un significativo aumento delle prestazioni. L'adattamento si basa sulla stima dell'errore completo o parziale, oppure sul residuo non lineare. Questa opzione è accessibile dal nodo solutore Fully Coupled o dai nodi delle variabili Segregated Solver.

Calcolo degli autovettori di sinistra

Molti problemi multifisici — ad esempio quelli che coinvolgono l'interazione acustico–strutturale — possono avere formulazioni non simmetriche. La riduzione del modello, l'ottimizzazione e l'analisi di sensibilità di tali problemi possono essere migliorate utilizzando gli autovettori sinistri. L'opzione Compute and store left eigenvectors del nodo Eigenvalue Solver controlla se gli autovettori sinistri vengono calcolati ed eventualmente memorizzati. Il solutore di sensibilità agli autovalori e il solutore modale possono ora utilizzare gli autovettori sinistri. L'opzione Compute and store left eigenvectors è impostata per default su On se il solutore di autovalori è seguito da un solutore modale o di riduzione del modello.

Un modello di serbatoio di carburante con grafici Isosurface nella tabella dei colori Wave Light.
L'analisi di sensibilità e la riduzione del modello per problemi non simmetrici traggono entrambi vantaggio dal calcolo degli autovalori di sinistra. Nell'immagine, l'interazione acustica-strutturale in un serbatoio di carburante vibrante porta a un problema non simmetrico.

Nuovo modo per memorizzare le variabili nell'output

L'opzione di memorizzazione delle variabili nell'output è stata spostata dalla sezione Values of Dependent Variables della fase di studio a una sezione a sé stante, Store in Output. Questa sezione offre un modo semplice per specificare quali variabili memorizzare.

Memorizzazione del log del solutore

Il log del solutore visualizzato nella finestra Log è limitato a un determinato numero di caratteri. Il numero massimo di caratteri può essere aumentato in Preferences. Tuttavia, quando si esegue il debug di modelli più grandi, può essere più pratico memorizzare il log in un file. Questa opzione è ora disponibile nella sezione Log e messaggi della finestra Preferences.