COMSOL中事件接口介绍一,显示事件


前言

本文主要介绍近期在学习电磁场和温度场的仿真中学习到的一个COMSOL接口—事件(Events),其中包含显示事件和隐式事件两种。显示事件处理知道载荷变化的具体时间,而隐式事件处理不知道载荷变化的具体时间,但可以是对温度等物理量的监测。我觉得应用该接口的场景挺多的,如果大家有兴趣,请继续往下看。


一、问题描述

在求解一个瞬态模型,其中的载荷发生瞬时变化,但求解器似乎忽略了载荷的这些变化。如何使求解器正确识别载荷变化时间?例如在电磁场和温度场的结合中,电磁场的变化是很快的,但是温度的变化是一个积累的过程,有时候需要仿真几十分钟或者几小时才会达到平衡态,如果按照电磁场来设置求解步长将导致求解非常大,而按照温度场来设置求解步长,对模型施加一个持续时间相对较短的脉冲载荷,除非使用非常严格的求解器容差,否则软件可能会跳过它。

二、接口介绍

  • 在这样的情况下,我们可以将这种瞬间的载荷变化告知求解器,这可以通过事件接口完成。
  • 此接口通过添加物理场加入模型:数学 > 常微分和微分代数方程接口 > 事件。事件接口包含四个特征:离散状态、指示器状态、显式事件 和 隐式事件。事件被触发时,默认情况下,它将根据之前的解和新载荷对所有变量进行一致初始化。如果希望一些(或所有)离散状态、全局变量或场变量发生突变,可以选择将其重新初始化为不同的值。
  • 下面我将通过一个简单的模型来介绍。

1.模型描述

一个长方体,宽度:1cm,深度:1cm,高度:0.1cm。顶面自然对流,底面周期性加热。
Alt
从下图中可以看到,该长方体块经历了几次连续的加热,第二张图中每3秒为一个周期,前1秒加热,后2秒自然冷却,可以使用显示事件实现。该特征通常与离散状态特征结合使用,后者用于修改边界条件。同时可以指定事件周期,对定期重复的载荷变化进行建模。如果已施加重复的脉冲热载荷,可以使用两个显式事件:一个在打开时间触发,另一个在关闭时间触发。

2.建模过程

1.离散状态定义一个可在事件触发时发生变化的状态变量。
离散状态接口定义一个可在事件触发时发生变化的状态变量
2.离散状态可用于修改热载荷。
在这里插入图片描述
3.显式事件1重新初始化离散状态以打开载荷。
在这里插入图片描述
4.显式事件2重新初始化离散状态以关闭载荷。
在这里插入图片描述

3.查看帮助文档

如有不清楚的,可以右键事件接口查看帮助文档,也可以在COMSOL安装目录下面查看帮助文档,具体操作可以看COMSOL初学分享那篇文章。
在这里插入图片描述


总结

以上介绍了显示事件在周期性脉冲热载荷的一点应用,主要优点在于作用于求解器,使得载荷的变化不能被忽略,如果想加深理解,还可以在官网搜索温控器关键词进行学习。同时下一篇将介绍一下隐式事件的一个模型,希望对您有帮助。

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