Nouveautés pour les études et les solveurs

La version 6.2 de COMSOL Multiphysics® apporte de nombreuses améliorations de performance, en particulier pour les problèmes non linéaires et le calcul parallèle. En outre, la méthode des éléments de frontière (BEM) a été améliorée pour l'électromagnétisme à haute fréquence ainsi que pour les problèmes impliquant des espaces minces, et une fonctionnalité a été ajoutée pour prendre en compte la périodicité temporelle de variables non résolues. Une option permettant d'utiliser une transformation de Fourier rapide (FFT) pour les problèmes antisymétriques est maintenant disponible. Par ailleurs, une nouvelle fonctionnalité d'évaluation des vecteurs propres gauches trouve des applications en réduction de modèles et en analyse de sensibilité pour les problèmes non symétriques. Apprenez en plus sur toutes ces nouveautés ci-dessous.

Amélioration des performances sur clusters et systèmes multicoeurs

Dans la version 6.2 de COMSOL Multiphysics®, les performances ont été améliorées de 40 % pour les calculs sur clusters et multicoeurs. En BEM, la répartition de la mémoire et les performances sur cluters ont été considérablement améliorées.

Nouvelle méthode de prise en compte des contraintes

Une nouvelle méthode hybride de gestion des contraintes a été ajoutée. Cette méthode utilise l'élimination gaussienne sur les blocs de contraintes les plus grands pour lesquels une décomposition en valeurs singulières (SVD) complète serait trop coûteuse. En parallèle, elle utilise une SVD pour les blocs plus petits. Cette méthode est particulièrement utile pour les grandes simulations faisant intervenir des contraintes non locales.

Un modèle de microphone à condensateur dans la palette de couleurs Prism.
Le tutoriel Brüel & Kjær 4134 Condenser Microphone utilise la fonction noyau hybride pour l'élimination des contraintes.

Entrées périodiques non résolues

Dans le cas de simulations qui nécessitent la résolution séquentielle d'un problème périodique en temps et d'un problème transitoire, il est maintenant possible de simuler une seule période du champ périodique. Cette fonctionnalité peut être activée directement dans la section Avancé du noeud Solveur temporel. Vous pouvez l'utiliser pour simuler une seule période d'une machine tournante et ensuite résoudre d'autres champs dépendant du temps sur des échelles de temps plus grandes que celle d'une seule révolution de la machine.

Deux modèles de réacteurs à cuves montrant la concentration en palette de couleurs Rainbow.
Dans ce modèle de réacteur à cuve, l'écoulement du fluide est périodique par rapport au temps, tandis que la concentration des réactifs dilués varie en fonction du temps sur une échelle de temps beaucoup plus grande qu'une période de rotation.

Possibilité d'utiliser la FFT en demi-cycle

Il est désormais possible de calculer une FFT pour les problèmes antisymétriques en utilisant uniquement la première moitié des données du signal. Pour les modèles transitoires de grande taille, le temps de calcul peut être divisé par deux dans la mesure où la FFT ne nécessite plus le calcul d'une période complète.

Un modèle de transformateur E-core dans la palette de couleurs Rainbow avec des flèches blanches autour du noyau.
L'antisymétrie à demi-période peut être employée pour modéliser un transformateur E-core.

BEM

Amélioration des performances

L'analyse BEM sur les clusters est désormais jusqu'à 7 fois plus rapide que dans les versions précédentes du logiciel. Cela est dû à une meilleure répartition de la charge et de la mémoire dans la version 6.2 de COMSOL Multiphysics®. Sur les configurations hors clusters, un solveur amélioré permet une réduction du temps de calcul pouvant aller jusqu'à 35 %.

Un modèle de sous-marin dans la palette de couleurs Wave Light.
Le modèle Submarine Target Strength (2.5M DDLs) était résolu en 7 heures 30 minutes sur 6 noeuds de cluster en version 6.1. Ce même modèle peut désormais être résolu en 55 minutes grâce à la version 6.2 de COMSOL Multiphysics®.

Quadrature spécifique pour les éléments de maillage quasiment en contact

L'option Traitement des espaces minces de la section Quadrature permet une transformation des variables sur des éléments de maillage quasiment en contact, ce qui permet une intégration plus précise pendant l'assemblage. Cette transformation se traduit par des améliorations significatives de la précision pour les problèmes contenant des espaces minces, par exemple, dans les problèmes impliquant des condensateurs ou du rayonnement acoustique à travers des guides d'ondes minces.

Nouvelles options pour le solveur non linéaire

Plusieurs nouvelles options ont été ajoutées afin de mieux contrôler les performances ou la robustesse du solveur non-linéaire. En ce qui concerne l'accélération pseudo temporelle, la nouvelle option de lissage des résidus a montré qu'elle réduisait le nombre d'itérations non linéaires. De nouvelles options sont disponibles pour le contrôleur PID. Pour les problèmes de transport, l'accélération d'Anderson a été améliorée et une option a été ajoutée pour gérer l'utilisation du pas d'Anderson à la place d'un pas de Newton classique. Toutes ces améliorations réunies permettent d'accroître considérablement les performances.

Améliorations de la mise à jour minimale de la Jacobienne

Dans les problèmes temporels, la Jacobienne peut être mise à jour automatiquement en réglant l'option Mise à jour de la Jacobienne sur Minimal dans le noeud Couplage fort ou dans un noeud d'étape du solveur Ségrégré. Cela permet d'améliorer les performances sans compromettre la robustesse. Un nouvel algorithme plus robuste pour déterminer quand la Jacobienne doit être mise à jour a été implémenté et est activé par défaut. La case à cocher Utiliser l'heuristique linéaire pour la tolérance adaptative désactive le nouvel algorithme et revient à celui utilisé en version 6.1.

 

Tolérance adaptative pour le solveur linéaire

Il existe désormais une option permettant d'utiliser une tolérance adaptative pour le solveur linéaire. Bien que le nombre d'itérations non linéaires puisse augmenter, le nombre d'itérations linéaires par itération non linéaire peut diminuer considérablement, ce qui se traduit par des gains de performance significatifs. L'adaptation est basée sur des estimations d'erreurs totales ou partielles ou sur le résidu non linéaire. Cette option est accessible dans le noeud de solveur Couplage fort ou dans les noeuds d'étapes du solveur Ségrégé.

Calcul des vecteurs propres gauches

De nombreux problèmes multiphysiques – par exemple ceux impliquant l'interaction acoustique-structure – peuvent présenter des formulations asymétriques. La réduction de modèle, l'optimisation et l'analyse de sensibilité de ces problèmes peuvent être améliorées par l'utilisation des vecteurs propres gauches. L'option Calculer et stocker les vecteurs propres à gauche du noeud Solveur aux valeurs propres permet d'activer le calcul et l'éventuel stockage des vecteurs propres gauches. Le solveur aux valeurs propres ainsi que le solveur modal peuvent maintenant utiliser les vecteurs propres gauches. L'option Calculer et stocker les vecteurs propres à gauche est cochée par défaut si le solveur aux valeurs propres est suivi d'un solveur modal ou d'un solveur de réduction de modèle.

Un modèle de réservoir de carburant avec des graphiques d'isosurfaces en palette de couleurs Wave Light.
L'analyse de sensibilité et la réduction de modèle pour les problèmes non symétriques bénéficient toutes deux du calcul des vecteurs propres à gauche. Dans l'image, l'interaction acoustique-structure dans un réservoir de carburant en vibration constitue est un exemple de problème non symétrique.

Nouvelles options pour le stockage des variables dans les résultats

L'option de stockage des variables en sortie a été retirée de la section Valeurs des variables dépendantes de l'étape d'étude. Elle est désormais disponible dans sa propre section, Conserver dans le modèle à l'issue du calcul, qui facilite la sélection des variables à stocker.

Stockage du log de solveur

Le log du solveur affiché dans la fenêtre Log est limité à un certain nombre de caractères. Le nombre maximum de caractères peut être augmenté dans les Préférences. Cependant, lors du débogage de modèles plus importants, il peut être plus pratique de stocker le log dans un fichier. Cette option est désormais disponible dans la section Log et messages de la fenêtre Préférences.