La función "Infinite Element Domains" en COMSOL Multiphysics permite modelar dominios extendidos sin necesidad de aumentar significativamente el número de elementos de malla, optimizando el uso de recursos computacionales. Esta técnica es especialmente útil en simulaciones donde el comportamiento del sistema debe analizarse en regiones que se extienden al infinito o en grandes volúmenes de espacio.

¿Cómo se utiliza? Veamos su aplicación a través del ejemplo que se muestra en la Figura 1. Se trata de una placa de titanio con generación de calor en su parte central muy larga en la dirección del eje x. En la figura se destaca la diferencia entre la modelización de la pieza basada en las dimensiones reales y la alternativa simplificada basada en el uso de la función “infinite domains”. Estudiaremos la transferencia de calor en la pieza.

Figura 1. Geometría tridimensional utilizada como ejemplo para comprender cómo se utiliza la función de “infinite domains” en COMSOL Multiphysics®.

En primer lugar, añadiremos la función “infinite domains”, disponible en la sección de “Definiciones” tal y como se muestra en la Figura 2, a nuestro flujo de trabajo. Seguidamente, seleccionaremos aquellos dominios que sean lo suficientemente largos como para poder asumirse infinitos. A partir de aquí, la asignación de materiales y condiciones de contorno se realiza del mismo modo que en cualquier modelo basado en las dimensiones reales de la pieza.

Figura 2. Selección de la función “Infinite Domains” en COMSOL Multiphysics®.

En la Figura 3 se muestran los resultados de temperatura obtenidos, señalándose la evolución de la temperatura en los dominios infinitos. En resumen, el uso de "Infinite Element Domains" tiene las ventajas de trabajar con una geometría simplificada e implementación sencilla, y permite reducir el coste computacional de nuestras simulaciones.

!Esperamos que pueda sacar partido a esta función en futuros modelos y simulaciones en COMSOL Multiphysics®!

Figura 3. Representación gráfica de la temperatura obtenida para una línea de corte (izquierda), y temperatura en todo el volumen de la pieza (derecha).