Seminario/Taller: Herramientas transversales para el modelado multifísico (Barcelona)

Entrega de la documentación

Introducción a COMSOL Multiphysics 5.4

Presentación de la herramienta líder en simulación multifísica, COMSOL Multiphysics y realización paso a paso de un ejemplo de modelado multifísico.

Pausa

Modelado basado en ecuaciones

El modelado basado en ecuaciones aporta una gran transparencia y flexibilidad a las capacidades de simulación del software. Para ser realmente útil para los estudios científicos y de ingeniería e innovación, un software debe permitir algo más que un entorno encorsetado. Debe ser capaz de proporcionar y personalizar sus propias definiciones de modelo, basadas en ecuaciones matemáticas, directamente en la interfaz de usuario. El software COMSOL Multiphysics ofrece este nivel de flexibilidad, con su intérprete de ecuaciones incorporado, que puede interpretar expresiones, ecuaciones y otras descripciones matemáticas sobre la marcha antes de que se genere el modelo numérico. Agregar y personalizar expresiones en las interfaces físicas permite unirlas libremente entre sí para simular fenómenos multifísicos.

Módulo de optimización

El módulo de optimización es un paquete complementario que se puede añadir a la plataforma principal de COMSOL Multiphysics. Una vez que hayamos creado un modelo de nuestro producto o proceso, siempre nos aparecerá la necesidad de mejorar el diseño. Esta tarea implica cuatro pasos diferenciados. En primer lugar, definiremos la función objetivo, que contiene la propiedad o propiedades que deseamos optimizar en nuestro sistema. En segundo lugar, definiremos un conjunto de variables de diseño: las entradas del modelo que podemos cambiar para optimizar la función objetivo. En tercer lugar, definiremos un conjunto de restricciones, que son los límites de las variables de diseño o las condiciones operativas que deben cumplirse. Por último, utilizaremos el módulo de optimización para mejorar el sistema cambiando inteligentemente las variables de diseño, mientras que se satisfacen las restricciones impuestas en todo momento. El módulo de optimización es una interfaz general para definir funciones objetivo, especificar variables de diseño y configurar estas restricciones. Cualquier entrada del modelo, ya sean dimensiones geométricas, formas de piezas, propiedades del material o distribución del material, se puede tratar como una variable de diseño, y cualquier salida del modelo se puede usar para definir la función objetivo.

Módulo de interconectividad con MATLAB

El módulo LiveLink para MATLAB nos permite integrar a la perfección COMSOL Multiphysics con MATLAB, con el objetivo de ampliar el flujo de modelado mediante la programación general de scripts en el entorno MATLAB. El módulo LiveLink para MATLAB nos da acceso a todo el poder de MATLAB y a sus cajas de herramientas, en todas las tareas de preprocesamiento, manipulación de modelos y postprocesamiento. Algunos ejemplos destacados de aplicación de este módulo adicional son:

• mejora del código MATLAB propio combinándolo con poderosas simulaciones multifísicas;
• modelado de geometría basado en datos probabilísticos o de imagen;
• realización de análisis estadísticos arbitrarios sobre resultados de simulación;
• uso de modelos multifísicos junto con simulaciones de Monte Carlo y algoritmos genéticos;
• exportación de modelos de COMSOL Multiphysics en formato de matriz de espacio de estados para incorporarlos en sistemas de control;
• llamadas a funciones MATLAB generales desde el propio escritorio de COMSOL Multiphysics.

Conclusiones