Points forts de COMSOL Multiphysics^® 6.0

Nouveautés du module Optimization

Pour les utilisateurs du module Optimization, la version 6.0 de COMSOL Multiphysics^® apporte une caractéristique de Transformation pour la mise en place de variations de formes simples, une estimation de paramètres remaniée pour les analyses par moindres carrés, un support amélioré pour l'optimisation transitoire et des caractéristiques d'optimisation plus facilement accessibles. Plus d'informations sur ces nouveautés ci-dessous.

Optimisation de forme

Pour l'optimisation de formes, il existe une nouvelle caractéristique de transformation qui permet de créer rapidement des variations de formes simples. Cette fonction prend en charge la translation, la mise à l'échelle et la rotation, ainsi que les systèmes de coordonnées personnalisés. La simplicité des variations de forme garantit qu'il est possible de construire une représentation CAO du résultat de l'optimisation. Vous pouvez voir cette nouvelle fonctionnalité dans les modèles existants Optimisation d'un cristal photonique pour le filtrage de signaux et Optimisation d'un cristal photonique pour le démultiplexage, ainsi que dans un nouveau modèle appelé Optimisation d'un filtre passe-bande à iris pour guide d'ondes - Version transformation.

L'intensité du flux magnétique d'une bobine électromagnétique 2D en révolution.

Estimation de paramètres

Le réglage des modèles d'estimation de paramètres a été simplifiée à l'aide d'un ensemble de nouveaux outils et interfaces. Une nouvelle fonction Objectif global par moindres carrés est disponible via le noeud Composant. Cette caractéristique possède une interface utilisateur améliorée par rapport à l'ancienne caractéristique (qui est toujours disponible via l'interface Optimisation). En outre, une nouvelle étape d'étude Estimation de paramètres a également été introduite, tandis que l'ancienne étape d'étude Estimation de paramètres a été renommée Ajustement de courbe. Avec cette nouvelle étape d'étude, vous pouvez configurer un objectif par moindres carrés directement dans l'étape d'étude, sans avoir besoin d'ajouter une interface d'Optimisation générale, et elle peut également être utilisée avec les objectifs par moindres carrés. Plusieurs modèles de tutoriel utilisent la nouvelle fonctionnalité d'estimation de paramètres, y compris (mais sans s'y limiter) les modèles Estimation de paramètres d'un tube à impédance avec génération de données, Ajustement de courbe Mooney–Rivlin, Estimation des paramètres de cinétique de corrosion, et Modélisation de l'impédance dans une batterie lithium-ion models.

Le modèle Estimation des paramètres d'impédance d'un tube avec génération de données montre comment utiliser la nouvelle étape d'étude Estimation de paramètres pour estimer les paramètres poroacoustiques à partir des mesures d'impédance du tube.

Optimisation transitoire

L'exécution d'analyses de sensibilité transitoires est plus robuste grâce aux améliorations apportées aux paramètres du solveur. Une robustesse supplémentaire peut être obtenue en utilisant des pas de temps fixes et/ou un nouveau paramètre de solveur manuel qui permet de résoudre le problème adjoint transitoire en utilisant les mêmes pas de temps que le problème direct. Par ailleurs, une nouvelle caractéristique Fonction de contrôle permet d'utiliser des variables de contrôle qui varient dans le temps. L'argument peut être le temps, comme dans le modèle Contrôle optimal du chauffage d'un cylindre, ou choisit arbitrairement comme indiqué dans le modèle Optimisation de forme d'un pavillon de haut-parleur rectangulaire en 3D, où la caractéristique est utilisée pour l'optimisation de forme. Le modèle Optimisation d'une microvalve Tesla à écoulement transitoire utilise également les améliorations apportées à l'optimisation transitoire.

Le modèle Contrôle optimal du chauffage d'un cylindre montre comment utiliser la caractéristique Fonction de contrôle pour atteindre une certaine température aussi rapidement que possible. Dans ce cas, la caractéristique utilise le temps comme argument.

Caractéristiques d'optimisation relocalisées

Outre les fonctionnalités nouvelles et mises à jour, la manière d'accéder aux interfaces utilisateur du module d'optimisation a changé. Les caractéristiques d'optimisation qui se trouvaient sous le noeud Définitions ont été retirées pour se placer au même niveau que les interfaces physiques. Cette modification rend les caractéristiques d'optimisation plus faciles d'accès et plus visibles dans l'arborescence du modèle.

Modèles tutoriels nouveaux et mis à jour

La version 6.0 de COMSOL Multiphysics^® apporte au module Optimization plusieurs modèles tutoriels nouveaux et mis à jour.

Optimisation du spider d'un haut-parleur

Les contraintes dans le spider dont la forme a été optimisée sont représentées sous forme de diagramme circulaire. L'optimisation part d'un design plat et introduit des plis pour minimiser la non-linéarité du spider.

Nom de l'application:
loudspeaker_spider_optimization
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Optimisation de forme de bobines

La caractéristique Transformation est utilisée pour optimiser la position radiale de certains rectangles utilisés pour modéliser les sections transversales d'une bobine électromagnétique. L'objectif est d'obtenir un champ uniforme au centre de la structure, tout en minimisant le champ aux extrémités de l'axe.

Nom de l'application:
coil_shape_optimization
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Optimisation d'un filtre passe-bande d'un guide d'ondes à iris - Version Transformation

La taille et la position de certains rectangles sont optimisées pour un filtre RF d'un guide d'onde à iris. L'objectif est de déplacer et de mettre à l'échelle certaines contractions pour obtenir une bonne élimination du signal hors bande ainsi qu'une bonne réponse passe-bande.

Nom de l'application:
waveguide_iris_filter_optimization_transformation
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Optimisation topologique d'un drone

Le modèle de drone illustre un cas d'optimisation topologique 3D utilisant des solveurs itératifs. L'objectif est de conserver le plus de rigidité possible pour deux cas de charge, tout en retirant 87,5% du matériau.

Nom de l'application:
drone_topology_optimization
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Optimisation d'une lentille Petzval

Ce tutoriel montre comment configurer un objectif multiéléments pour une lentille. La figure montre le diagramme spot pour trois longueurs d'onde avec un angle de champ de 6°, mais 0° et 9° sont également considérés dans l'optimisation.

Nom de l'application:
petzval_lens_optimization
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Optimisation de la topologie d'un réseau de chauffage urbain

Le réseau optimal de canalisations est affiché pour une disposition de la consommation selon une forme rectangulaire, avec deux producteurs de chaleur. L'optimisation minimise le coût de la création et du fonctionnement du réseau, tout en garantissant le confort de tous les habitants connectés.

Nom de l'application:
district_heating_optimization
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Optimisation de forme d'un échangeur de chaleur à plaques

Ce modèle illustre comment utiliser la fonctionnalité d'optimisation de forme intégrée dans le cas d'un échangeur de chaleur à plaques. La forme de la plaque de séparation est optimisée pour augmenter le taux de transfert de chaleur pour un écoulement sous pression.

Nom de l'application:
plate_heater_exchanger_optimization
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Optimisation d'une microvalve Tesla à écoulement transitoire

Le modèle illustre l'optimisation topologique d'un écoulement transitoire dans une valve Tesla. L'écoulement possède une fluctuation sinusoïdale en temps et le design est vérifié avec un maillage adapté à la géométrie résultante. La figure montre le suivi de particules pour cinq oscillations, où la couleur de chaque ligne représente le temps.

Nom de l'application:
tesla_microvalve_transient_optimization
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Optimisation topologique d'un échangeur de chaleur à écoulement laminaire

Ce modèle montre l'optimisation topologique d'un échangeur de chaleur à écoulement laminaire. L'objectif est de maximiser le taux de transfert de chaleur pour un écoulement sous pression. L'optimisation trouve donc un équilibre entre la résistance hydraulique et le couplage thermique entre les deux fluides.

Nom de l'application:
heat_exchanger_2d_topology_optimization
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Contrôle optimal du chauffage d'un cylindre

Ce modèle illustre le contrôle optimal d'un problème de chauffage. L'idée est d'atteindre une certaine température aussi rapidement que possible en modifiant la puissance d'entrée. Le graphique montre un polynôme de Bernstein, mais il est possible de régulariser le contrôle en utilisant un filtre de Helmholtz et d'obtenir des résultats similaires.

Nom de l'application:
optimal_heating_control
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Optimisation de forme d'un pavillon de haut-parleur rectangulaire en 3D

Ce modèle démontre l'utilisation des caractéristiques Fonction de contrôle et Transformation pour l'optimisation de forme avec la nouvelle fonction d'optimisation du champ extérieur. Le pavillon est d'abord optimisé pour les performances sur l'axe, puis le haut-parleur est autorisé à tourner, ce qui permet d'améliorer les performances hors axe.

Nom de l'application:
rectangular_horn_shape_optimization
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Optimisation de forme d'un chauffe-eau

Ce modèle illustre les caractéristiques de Transformation pour l'optimisation de forme d'un chauffe-eau à micro-ondes. L'objectif est de maximiser le chauffage de l'eau dans un tuyau en modifiant la taille et la position du tuyau ainsi que la longueur et la position de certaines parois conductrices.

Nom de l'application:
water_heater_optimization
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