En este artículo presentamos una estrategia para minimizar el tiempo de simulación en COMSOL Multiphysics® cuando abordamos simulaciones con varias físicas acopladas, y consiste dividir el problema en varias etapas en lugar de resolverlo todo de una vez.

¿Cómo?

Veamos cómo a través del siguiente ejemplo basado en “wire electrode” cuya geometría se muestra en la Figura 1, y que combina las físicas de configuración de corrientes de tipo terciario, flujo laminar y transporte de especies diluidas.

Figura 1. Geometría tridimensional y mallado utilizado en el modelo “wire electrode” en COMSOL Multiphysics®.

Sin realizar ninguna modificación, el estudio en estado estacionario se realiza según la configuración por defecto que se muestra en la Figura 2 (a): se utiliza un resolvedor de tipo segregado, directo para resolver la física de flujo laminar y una configuración de tipo segregado e iterativa para el resto de las físicas. Para reducir los tiempos de simulación, la estrategia consiste en dividir la simulación en dos etapas (Figura 2 (b)):

1. Etapa 1: se resuelve la física de flujo laminar, que no depende de las otras.
2. Etapa 2: se resuelven el resto de las físicas utilizando la solución previamente calculada para la física de flujo laminar.

Configuración del resolvedor y tiempo requerido para completar la simulación: (a) por defecto, (b) modificada.

Además, se puede configurar el solver tal y como se muestra en la Figura 2 (b), es decir, utilizando un enfoque de físicas completamente acopladas y de resolución directa.

Tras completar la simulaciones (utilizando un equipo con procesador Intel(R) Core(TM) i7-14700 2.10 GHz y 16.0 GB de memoria RAM), la Figura 3 compara el tiempo requerido para completar la simulación. De acuerdo con los resultados obtenidos, aunque el proceso alternativo por etapas requiere de mayor uso de memoria RAM, ¡el tiempo de simulación se reduce de 3 horas y 45 minutos (configuración de estudio en una etapa y resolvedor por defecto) hasta 4 minutos, obteniéndose la misma curva de polarización tal y como se muestra en la Figura 3!

Figura 3. Curvas de polarización obtenidas mediante la simulación en COMSOL Multiphysics® utilizando distintas configuraciones de estudio y resolvedor.

Esperamos que este truco sea de utilidad para tus próximas simulaciones numéricas en COMSOL Multiphysics®.