La nuova versione 3.4 di COMSOL Multiphysics® incrementa ulteriormente le potenzialità di calcolo nell’ambito delle analisi multifisiche

Contatto nella copertura in gomma di una trasmissione, configurazione deformata alla massima inclinazione. La tecnologia multicore consente di eseguire facilmente questo tipo di analisi in COMSOL 3.4. (Modello concesso da Metelli S.p.A., R&D).

Analisi di flusso multifase per la simulazione della formazione di gocce in una tubazione. Questo tipo di analisi viene utilizzato nei processi di emulsificazione, ad esempio per la produzione di alimenti, cosmetici e prodotti farmaceutici.

Analisi multifisica del riscaldamento da assorbimento delle radiazioni prodotte da un telefono cellulare. Nella figura viene mostrato il valore di criticità (SAR) in prossimità ed all’interno dei tessuti umani.

BRESCIA, ITALY (21 settembre, 2007)—COMSOL è prossima a rilasciare la versione 3.4 di COMSOL Multiphysics® per il calcolo su piattaforme multicore, raggiungendo così prestazioni incredibili ad oggi per le analisi di tipo multifisico. Il calcolo parallelo è implementato lungo tutto il percorso di realizzazione del modello minimizzando la velocità di soluzione e massimizzando i livelli di accuratezza. Per i calcoli fluidodinamici sono ora disponibili nuovi metodi di soluzione che consentono agli utenti di analizzare modelli di grandi dimensioni per problemi di ingegneria chimica, trasferimento di calore e microfluidica. Il Modulo dell’Ingegneria Chimica ora è dotato di una interfaccia facile ed intuitiva per la simulazione del flusso distribuito di bolle di gas nei liquidi per la progettazione di impianti di lavaggio, aeratori, bioreattori e macchinari per il trattamento di alimenti. Il modulo RF per le analisi elettromagnetiche ad alta frequenza consente di trattare condizioni al contorno relative a porte definite attraverso parametri concentrati, di estrema utilità per l’analisi di propagazione di onde nelle linee di trasmissione, cavi coassiali e guide d’onda.

La tecnologia Multicore riduce drasticamente i tempi di calcolo

La nuova versione 3.4 di COMSOL Multiphysics si integra perfettamente con la tecnologia multicore disponibile nei più moderni computer utilizzando il parallelismo su memoria distribuita per raggiungere le massime prestazioni di calcolo. Ciascun passo del processo di realizzazione del modello, la fase di meshatura, l’assemblaggio, la soluzione e la visualizzazione; ora viene eseguito sfruttando il parallelismo. COMSOL utilizza il massimo numero di “core” disponibili nel sistema oppure l’utente può selezionare quanti core usare nel calcolo.

La fase di meshatura è ora totalmente parallelizzata e gli utilizzatori ne trarranno un immediato beneficio. In aggiunta la versione 3.4 offre una nuova funzionalità per la creazione della mesh, la cosiddetta “boundary-layer mesh” ovvero la possibilità di meshare con grande regolarità (per striscie di elementi parallele) le superfici di contorno di un dominio di calcolo. Questà nuova funzionalità consente di discretizzare con estrema efficienza zone critiche del dominio nelle analisi termiche, nelle applicazioni AC/DC ed infine nelle non meno importanti analisi fluidodinamiche. I benefici immediati si rilevano nel maggiore livello di accuratezza e nel minore quantitativo di memoria richiesto dal calcolo.

Le capacità di calcolo in ambito fluidodinamico raggiungono ora nuove vette grazie ad un importante aggiornamento dei metodi di soluzione di tipo iterativo. L’implementazione della tecnica di stabilizzazione denominata “Galerkin Least Squares” (GLS) e l’integrazione a più ampio spettro con i solutori iterativi consente di analizzare modelli fluidodinamici con milioni di gradi di libertà. E’ ora disponibile un nuovo solutore segregato con un’interfaccia utente intuitiva e di facile d’uso, la riduzione di memoria nei calcoli è significativa nel caso di modelli di grandi dimensioni, come ad esempio le analisi di problemi di interazione fluido-struttura (FSI). Confrontando le prestazioni con la release precedente, la versione 3.3a, la velocità di calcolo aumenta fino a 5 volte per le analisi fluidodinamiche.

I risultati delle simulazioni ora possono essere visualizzati secondo nuove modalità utilizzando scale di colore più efficaci. Inoltre attraverso tutta una serie di nuove funzionalità per la fase di post-processamento, gli utenti possono calcolare le proprietà geometriche nei loro modelli come volumi, aree, baricentri e momenti di inerzia.

Flusso multifase e convezione libera nei moduli dell’Ingegneria Chimica e delle Analisi Termiche

Gli utilizzatori dei moduli dell’Ingegneria Chimica e dell’Analisi Termica possono ulteriormente raffinare le loro simulazioni poichè è possibile includere flussi a densità variabile e convezione libera. Queste nuove funzionalità sono particolarmente utili nelle simulazioni di microfluidica, di flusso nei mezzi porosi e nello studio della convezione considerando attive più specie. Ancora sono nuove le interfacce per la modellazione in regime laminare e turbolento di flussi a densità variabile come per le interazioni termo-fluidodinamiche.

Il Modulo dell’Ingegneria Chimica propone inoltre un’interfaccia potente per la modellazione del flusso multifase. Con il supporto di questa applicazione, l’utente può simulare il flusso distribuito di bolle di gas in liquidi come negli aeratori, nei bioreattori e nei macchinari per il trattamento di alimenti. Altri possibili campi d’uso sono i modelli di miscelazione per simulare i processi di emulsione, sedimentazione e separazione di interesse nelle industri chimiche, farmaceutiche ed alimentari.

Il Modulo dell’Analisi Termica ha di riflesso preso enorme vantaggio dalle funzionalità della nuova versione di COMSOL come l’introduzione della mesh di bordo (boundary layer meshing), che consente di ottenere una grande accuratezza con un notevole risparmio dei tempi di calcolo per simulare il raffreddamento di circuiti elettronici, il trasferimento di calore negli scambiatori termici, le perdite termiche nelle strutture meccaniche. In particolare è stata poi aggiunta la funzionalità di modellare effetti radiativi superficie-superficie in 3D anche in domini 2D assial-simmetrici.

Stima dei parametri nel Reaction Engineering Lab

Il Reaction Engineering Lab propone ora una nuova potente interfaccia per l’esecuzione di analisi parametriche non-lineari per la stima dei parametri cinetici delle reazioni prendendo come termine di confronto set di dati sperimentali. E’ possibile selezionare su quale parametro eseguire la stima come quale parametro mantenere inalterato in fase di esecuzione di un calcolo. L’output mostra poi diagrammi specifici con intervalli di confidenza e le deviazioni standard.

Importazione nel formato SPICE nel Modulo AC/DC e nuove definizioni per le porte nel Modulo RF

E’ ora veramente facile realizzare modelli in COMSOL contenenti parti schematizzate come circuiti elettrici grazie alla nuova interfaccia di importazione del formato SPICE nel Modulo AC/DC. Un’altra interessante nuova funzionalità riguarda l’analisi dei segnali negli studi di valutazione dell’impedenza in AC, comuni in elettronica, geofisica ed elettrochimica. Gli utenti possono facilmente modellare motori e generatori utilizzando un’interfaccia che ora supporta in una forma più funzionale le condizioni al contorno di tipo periodico e le simmetrie cicliche. L’interfaccia per le condizioni al contorno di tipo periodico è stata estesa anche al Modulo RF unitamente alla possibilità di trattare condizioni al contorno relative a porte definite attraverso parametri concentrati, di estrema utilità per l’analisi di propagazione di onde nelle linee di trasmissione e nei circuiti.

Analisi a Fatica nel Modulo della Meccanica Strutturale

Il Modulo della Meccanica Strutturale consente ora di predire la vita a fatica per due situazioni base: alto e basso numero di cicli. Una serie di funzioni implementate in COMSOL Script calcola la vita a fatica avendo come dati di input la distribuzione dello stato di sollecitazione ed ovviamente i dati relativi alla vita a fatica del materiale, questi ultimi possono essere di tipo deterministico, stocastico od anche non-proporzionale.

Nuove funzionalità in COMSOL 3.4

• Parallelizzazione delle fasi di meshatura, assemblaggio e soluzione
• Solutori efficienti ed a basso consumo di memoria per le applicazioni fluidodinamiche, termiche e di microfluidica
• Incremento delle funzionalità di post-processamento come ad esempio la valutazione delle proprietà geometriche ed i baricentri
• Facile modellazione dei problemi di raffreddamento dei circuiti e di convezione libera per flussi a densità variabile
• Mesh di bordo per discretizzare con maggior efficacia le zone in prossimità delle superfici di contorno nelle analisi fluidodinamiche, termiche ed elettromagnetiche
• Analisi di flusso distribuito di bolle di gas in liquidi per la modellazione di aeratori, bioreattori e nei macchinari per il trattamento di alimenti
• Interfacce per l’analisi di flussi bifase per la simulazione di processi di emulsificazione, sedimentazione e separazione
• Stima dei parametri in ambito non lineare
• Nonlinear parameter estimation
• Analisi piezo-acustiche per la modellazione di microfoni e trasduttori ad ultrasuoni
• Analisi 3D in alta frequenza di schede elettroniche o linee di trasmissione considerando condizioni al contorno di ingresso a parametri concentrati
• Analisi a fatica

La linea di prodotti COMSOL

COMSOL Multiphysics® è un ambiente di calcolo scientifico per la modellazione e simulazione di ogni sistema fisico. Un aspetto particolare del programma è la capacità di trattare fenomeni di tipo multi-fisico con accoppiamenti tra le diverse equazioni governanti. Sono disponibili vari moduli aggiuntivi per incrementare ulteriormente le capacità di calcolo del sistema per applicazioni quali l’acustica, le analisi fluidodinamiche e l’ingegneria chimica, le scienze della terra, l’elettro-magnetismo, l’analisi termica, i MEMS e la meccanica strutturale. Altri prodotti sono il COMSOL Reaction Engineering Lab®, che consente di modellare sistemi reagenti; e COMSOL ScriptTM, un linguaggio di programmazione su linee di comandi compatibile con MATLAB®. I prodotti COMSOL sono disponibili per le piattaforme Windows, Linux, Solaris ed il sistema operativo Macintosh. Potete trovare maggiori dettagli su COMSOL Multiphysics ed i prodotti associati presso il sito www.it.comsol.com.

Il Gruppo COMSOL

COMSOL è stata fondata nel 1986 a Stoccolma, Svezia, e da allora è notevolmente cresciuta aprendo sedi ufficiali nel Benelux, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Norvegia, Svizzera, Gran Bretagna, e negli Stati Uniti con 3 uffici in Burlington, MA, Los Angeles, CA, e Palo Alto, CA. Ulteriori informazioni sulla società sono disponibili su www.it.comsol.com

COMSOL, COMSOL Multiphysics, COMSOL Reaction Engineering Lab e FEMLAB sono marchi registrati di COMSOL AB. COMSOL Script è un marchio registrato di COMSOL AB. MATLAB è un marchio registrato di The Mathworks, Inc. Gli altri prodotti sono marchi o marchi registrati dei rispettivi proprietari.