COMSOL Multiphysics® versión 5.6 ofrece resolvedores más rápidos y ajustados en memoria, manejo eficiente de ensamblajes CAD, planos de recorte, plantillas de diseño para construcción de aplicaciones y cuatro nuevos productos: Fuel Cell & Electrolyzer Module, Livelink for Simulink, Polymer Flow Module, y el módulo Liquid & Gas Properties Module.

COMSOL, proveedor de soluciones de software para modelado multifísico, simulación y diseño e implementación de aplicaciones, ha lanzado la versión 5.6 del software COMSOL Multiphysics®. La nueva versión cuenta con resolvedores más rápidos y con menos memoria para cálculos multinúcleo y en clúster, manejo de ensamblajes CAD más eficiente y plantillas de diseño de aplicaciones. Una gama de nuevas funciones gráficas, que incluyen planos de recorte, renderizado de material realista y transparencia parcial, ofrecen una visualización mejorada de los resultados de la simulación. Cuatro nuevos productos amplían las capacidades de COMSOL Multiphysics para modelar celdas de combustible y electrolizadores, flujo de polímeros, sistemas de control y modelos de fluidos de alta precisión.

Un revestimiento con un troquel de ranuras simulado con el nuevo módulo de flujo de polímeros. Los modelos de flujo de fluidos como este, también ven importantes mejoras de rendimiento en COMSOL Multiphysics versión 5.6.

Resolvedores más rápidos y con mayor eficiencia de memoria para una amplia gama de aplicaciones

El rendimiento del resolvedor ha mejorado enormemente en la versión 5.6, en beneficio de los usuarios de COMSOL® que trabajan con modelos grandes y tienen millones de grados de libertad. "En la versión 5.6, hemos realizado mejoras generales en las tecnologías de resolución de descomposición de dominios y multirredes algebraicas. Estas mejoras benefician a la mayoría de los modelos que utilizan estos resolvedores, lo que proporciona mejoras de rendimiento de hasta un 30%, mejoras en el rango de 20 a 50% tanto para el tiempo de CPU como para los requisitos de memoria. Para CFD, hemos mejorado el precondicionador acoplado de velocidad-presión y también hemos añadido un nuevo precondicionador que desacopla las actualizaciones de estas variables. Con todas estas mejoras, los recortes en el tiempo de CPU pueden incluso superar el 50% para CFD dependientes del tiempo”, dijo Jacob Ystrom, director de tecnología de análisis numérico en COMSOL. Algunos tipos de análisis estructural viscoelástico son ahora más de 10 veces más rápidos. Una nueva formulación del método de elementos de contorno permite el análisis de modelos acústicos que son hasta un orden de magnitud más grandes que las versiones anteriores. Este tipo de análisis es útil en la investigación y el desarrollo de sonares y automoción.

Visualización de la intensidad del blanco del submarino utilizando la nueva formulación del método de elementos de contorno (BEM) adecuada para grandes simulaciones. El nivel de presión sonora del campo disperso se calcula aquí para 1,5 kHz en agua a 100 m del submarino.

Planos de recorte, manejo mejorado de ensamblajes CAD y plantillas de aplicación

Los planos de recorte permiten una fácil selección de límites y dominios dentro de modelos CAD complejos. Otras novedades gráficas incluyen visualizaciones que son en parte opacas y en parte transparentes y la capacidad de hacer que las imágenes importadas formen parte de una visualización. La representación de materiales de, por ejemplo, metales, se puede mezclar con visualizaciones de campo y tener reflejos ambientales que parecen más reales. El manejo de ensamblajes CAD más grandes ha mejorado con operaciones sólidas más sólidas y una detección más fácil de espacios y superposiciones en ensamblajes. En Application Builder, las nuevas plantillas de aplicaciones proporcionan una forma rápida e intuitiva de crear interfaces de usuario organizadas para aplicaciones de simulación.

Una simulación de motor eléctrico en COMSOL Multiphysics versión 5.6, donde se utiliza un plano de recorte para facilitar el acceso al interior del modelo para asignar propiedades de material y cargas.

Nuevos productos para celdas de combustible y electrolizadores, flujo de polímero, sistemas de control y propiedades de fluidos

Cuatro nuevos productos amplían lo que se puede hacer con COMSOL Multiphysics, incluido el modelado de celdas de combustible y electrolizadores, flujo de polímero, sistemas de control y propiedades de fluidos.

El módulo de celdas de combustible y electrolizador, Fuel Cell & Electrolyzer Module, proporciona a los ingenieros de tecnología de hidrógeno una nueva funcionalidad para investigar la conversión y el almacenamiento de energía eléctrica. "Vemos un importante mercado emergente en la economía del hidrógeno, pero también en la comprensión y optimización de los procesos de electrolizadores existentes. Con este nuevo producto, podemos ofrecer a los usuarios de las industrias de automoción, energía renovable, tecnología de hidrógeno y procesos electroquímicos la última tecnología en herramientas de simulación y modelado de última generación", dijo Henrik Ekstrom, director de tecnología de productos electroquímicos de COMSOL. En la versión 5.6, el módulo de baterías y pilas de combustible ha cambiado su nombre por el de módulo de diseño de baterías conservando toda la funcionalidad. Usuarios con una suscripción actual del módulo Batteries & Fuel Cells Module recibirá el Battery Design Module como parte de la actualización a la versión 5.6.

El módulo de flujo de polímero, Polymer Flow Module, se puede utilizar para diseñar y optimizar procesos que involucran fluidos viscoelásticos y no newtonianos generales, lo que será beneficioso en industrias como la de polímeros, alimentos, farmacéuticas, cosmética, hogar y química fina. Además de los modelos de reología avanzados, el módulo también presenta una funcionalidad para el seguimiento de superficie libre usando flujo de dos fases.

El módulo de propiedades de líquidos y gases, Liquid & Gas Properties Module, se puede utilizar para calcular las propiedades de gases, líquidos y mezclas, lo que permite simulaciones más precisas en acústica, CFD y transferencia de calor.

Los ingenieros pueden utilizar el producto LiveLink ™ for Simulink® para el diseño de control y la cosimulación de modelos multifísicos COMSOL en diagramas de Simulink. Simulink® es un producto de The MathWorks, Inc.

Fracción de volumen de gas en un electrolizador de agua de membrana de electrolito de polímero utilizado para la producción de hidrógeno, analizada con el nuevo módulo de celda de combustible y electrolizador.

Núcleos de hierro laminado, inductancia parasita, barridos de puerto rápido y dispersión de rayos

El módulo AC/DC incluye una librería de materiales ampliada con 322 nuevos materiales magnéticos de Bomatec. Los datos del material contienen varios tipos de imanes permanentes, como NdFeB, SmCo y AlNiCo, con propiedades que dependen de la temperatura y el campo electromagnético. La nueva versión del módulo AC/DC también proporciona herramientas especializadas para la extracción de la inductancia parásita con cálculos de matriz L, que es esencial para diseñar placas de circuito impreso. Los nuevos modelos de materiales no lineales son útiles para modelar pérdidas de núcleos de hierro laminado en motores y transformadores eléctricos.

El módulo de RF y el módulo de óptica de ondas proporcionan una nueva opción para barridos de puertos que permite cálculos más rápidos de matrices de coeficientes de reflexión, transmisión y parámetros S completos. Para estructuras periódicas dentro de metamateriales y dispositivos plasmónicos, una nueva y potente herramienta de gráfico de polarización hace que la evaluación y visualización de ondas transmitidas y reflejadas sea significativamente más fácil. El módulo de óptica de rayos permite un trazado de rayos más rápido y ofrece herramientas especializadas para la dispersión de las superficies debido a la rugosidad de la superficie y dentro de los dominios volumétricos debido a la dispersión Rayleigh y Mie de las partículas.

Un modelo multifísico de un filtro de cavidad en cascada que opera en la banda 5G de ondas milimétricas, incluidos los cambios de temperatura y el estrés térmico. La visualización demuestra la nueva funcionalidad de transparencia parcial.

Modelado de contacto transitorio, desgaste y grietas

Ahora se puede simular eventos de impacto transitorio en análisis estructurales utilizando la funcionalidad de contacto mecánico en el Structural Mechanics Module y en el módulo MEMS. Para los usuarios del módulo de Mecánica Estructural, el análisis de contacto ahora incluye la funcionalidad para analizar el desgaste mecánico con eliminación dinámica de material. El módulo de Mecánica Estructural incluye herramientas para el modelado de grietas, que proporcionan cálculos del factor de intensidad de tensión y de integral J, así como la propagación de grietas basada en un método de campo de fase. Los elementos de menor dimensión ahora se pueden colocar dentro de los sólidos. Los usos incluyen el modelado de armaduras para anclajes, armaduras y mallas de alambre.

En el módulo Composite Materials Module, la funcionalidad para analizar los efectos poroelásticos se ha ampliado para incluir conchas compuestas. Las aplicaciones incluyen la simulación de suelo en capas, cartón, plástico reforzado con fibra, placas laminadas y paneles sándwich.

El conjunto de modelos de materiales multifísicos no lineales del módulo MEMS ahora incluye elasticidad ferroeléctrica, que se puede utilizar para modelar efectos no lineales en materiales piezoeléctricos como histéresis y saturación de polarización. Esta funcionalidad también está disponible al combinar el Módulo AC/DC con el módulo Structural Mechanics Module o el Acoustics Module.

Una simulación de contacto transitorio al golpear una pelota de golf con un hierro.

Acústica no lineal, puertos mecánicos y análisis de acústica de sala más versátil

El módulo de acústica ahora se puede utilizar para simular ultrasonidos de alta intensidad, así como distorsión del sonido en los altavoces de los dispositivos móviles causada por efectos termoviscosos no lineales. Las nuevas condiciones mecánicas del puerto, disponibles en el módulo de mecánica estructural, el módulo de acústica y el módulo MEMS, simplifican el análisis de las trayectorias de vibración y la retroalimentación mecánica en aplicaciones que involucren la propagación de ondas elásticas ultrasónicas, como la detección ultrasónica y la evaluación no destructiva. Los ingenieros de audio apreciarán las nuevas métricas de acústica de salas del módulo de acústica para mejorar la calidad del sonido de salas y salas de conciertos, incluido el tiempo de reverberación y la claridad basada en simulaciones de acústica de rayos.

La velocidad acústica y las perturbaciones térmicas que muestran el desprendimiento de vórtices cuando una onda de presión de gran amplitud interactúa con una rejilla con pequeñas rendijas estrechas. Este tipo de efecto acústico termoviscoso no lineal es importante en el análisis de altavoces de dispositivos móviles de alta fidelidad.

Flujo multifásico no isotérmico, ecuaciones en aguas poco profundas y propiedades de la superficie para la radiación de calor

El módulo CFD presenta nuevas potentes herramientas para modelar combinaciones de flujo multifásico separado y disperso, incluido el soporte para flujo multifásico disperso comprimible. Los ingenieros y científicos ahora pueden modelar fácilmente superficies libres en combinación con flujo multifásico disperso para estudiar problemas como millones de pequeñas burbujas que estallan a través de una superficie líquida libre. Una nueva interfaz de modelo de mezcla no isotérmica para flujo multifásico se puede utilizar para fenómenos de cambio de fase como la ebullición. En el módulo de flujo en medios porosos y el módulo de transferencia de calor, hay una nueva interfaz de transporte en medios porosos que le permite modelar el flujo de dos fases del transporte de humedad por convección y difusión de vapor acoplado a la convección de agua líquida y el flujo capilar. El módulo de rastreo de partículas tiene una nueva funcionalidad para modelar la evaporación de gotas, que es importante para comprender la dispersión de contagios así como un conjunto de procesos industriales.

Los investigadores e ingenieros que trabajan con aplicaciones hidrológicas se beneficiarán de la nueva opción para simular las ecuaciones de aguas poco profundas, ahora disponible en el módulo CFD. Las ecuaciones de aguas poco profundas se aplican con frecuencia en aplicaciones oceanográficas y atmosféricas para predecir los efectos de los impactos de los tsunamis, las áreas afectadas por la contaminación, la erosión costera, el derretimiento de la capa de hielo polar y más.

En el módulo de transferencia de calor, la nueva funcionalidad para la radiación de superficie a superficie le permite definir propiedades de la superficie que son sensibles a la dirección de la radiación de calor, con aplicaciones como el enfriamiento pasivo de paneles solares. Para modelar superficies de vidrio como límites exteriores en radiación en los medios participativos, la nueva funcionalidad de superficie semitransparente le permite especificar una intensidad de radiación externa y tener en cuenta la parte de esta intensidad entrante que se transmite de manera difusa o especular a través de la superficie.

Biblioteca de materiales para la corrosión y el equilibrio automático de reacciones

El módulo de corrosión ahora incluye una biblioteca de materiales con más de 270 instancias de datos de polarización. El módulo Chemical Reaction Engineering Module presenta una nueva herramienta para el equilibrio automático de reacciones con cálculos de coeficientes estequiométricos, así como tres sistemas termodinámicos predefinidos para aire seco, aire húmedo y mezclas de agua y vapor, con una amplia gama de aplicaciones. También hay una nueva interfaz de camas de pellets reactivos en el módulo de ingeniería de reacción química para el modelado multiescala de reactores de lecho fijo mediante la definición de una microescala de poros muy pequeños dentro de las partículas del catalizador y una macroescala de poros más grandes entre las partículas (estructura de poros bimodal).

Disponibilidad

Los productos de software COMSOL Multiphysics®, COMSOL Server ™ y COMSOL Compiler ™ son compatibles con los siguientes sistemas operativos: Windows®, Linux® y macOS. La herramienta Application Builder es compatible con el sistema operativo Windows®.