comsol快速入门教程

~ 我曾经大三的专业课老师要求全班学习COMSOL！

我自己参照官网的教程，写了个比较通俗易懂的入门教程，字多图多慎看（大三的时候写的）。

教你一步一步做出第一个项目。（其实COMSOL本身不难，主要是其中涉及的物理建模和数理方程的知识是不可或缺的）

扳手受力分析

我们平常用的扳手：如下图：

我们可以通过对它进行模拟分析，熟悉一下comsol的基本操作流程；（这是个简单的力学模拟，不涉及耦合场的模拟，当然，comsol最强大的功能是耦合场模拟，这个我们不急，先看完这个了解一下，具体的耦合场的例子推荐大家去看官方的help文档example2，这个例子也是上面的，相比官方来说，我的首先是中文比较好懂一点，然后解释比较直白通俗）

当然你也可能有些地方不懂，第一是有限元不太知道，第二就是数理方程边界条件不太知道，第三就是我没说明白！！！

本人也是个新手，刚看过三国，就学关公耍大刀了，大家将就着看吧，肯定会有差错，敬请原谅敬请原谅。。。。。

第一部分：

选择基本的研究领域，显然，我们这里研究的是结构力学模块中的固体力学，然后它跟时间无关，所以是稳态的研究。模型当然是选择3D的了。具体步骤有截图：

完成这四步以后，我们就可以进入comsol 的主界面了！

Ps：这里稍微介绍一下，为什么我们一开始要选择不同的模块和领域，什么力学，电磁学，光学什么的，在于不同模块所需要的偏微分方程和边界条件都是不一样的（请回忆数学物理方程里的三个基本方程和相关的定界问题），comsol为我们预设了不同的微分方程所以我们不需要自己设（当然你可以选择自己设），只要点击相应的模块就行了。这是comsol的一大优势。

第二部分：

下面我们就开始设置相关的条件了。

首先我们要有一个模型，我们研究的是一个扳手，所以我们要有一个扳手的模型，可以自己绘制，这个扳手模型的绘制应该是比较复杂的，只用comsol基本功能可能比较难，可以用CAD软件区绘制，comsol支持CAD文件的导入。

上面扯了一大堆，对于我们来说，第一次就用comsol里面自带的几何模型库吧，正好里面有。我们可以选择导入，具体步骤如下：

上面那个默认的目录是：C:\Program Files\COMSOL\COMSOL44\models\COMSOL_Multiphysics\

Structural_Mechanics\wrench.mphbin

大家根据自己的安装情况不同可以找到它。

这时候，我们就把扳手的模型导入了，大家可以去随便点一点

这一排的按钮，看一看它们的作用是什么，可以随便点的，点不坏的，不用怕，我就不一一介绍了

下面我们就进行下一步了

模型选定了，接下来我们根据

它上面从上到下的顺序，选择材料属性

我们知道不同的材料的杨氏模量，泊松比是不一样的，所以要确定材料（具体请脑补朝玉大师的弹性力学与张亮分析）

大家可能会找不到它，它是在built-in里面的，需要先打开built-in再找。

然后就设置好材料了，大家可以看一看它的具体的数据

下面我们就进行第三步了，模型有了，材料也搞好了，开始设置边界条件吧！（最关键的一步）

微分方程之前我们选模块的时候就选好了，要解微分方程就看边界条件和初始条件了，这里跟时间无关（此处脑补操老师的数理方程）

扳手的受力，显然我们按住扳手的尾端，也就是在扳手的尾端施加力，扳手的前端是固定的

很明显，扳手的前端是固定端，添加固定边界条件

尾端要加上载荷（这里有问题请参考数理方程）

首先选择固定边界条件

加在扳手的前端上，变成蓝色说明已经被选定，这一步只要在扳手前端找到如图所示，点击鼠标就行了

以上两步，说明我们给扳手前端加了固定边界条件。

下面一步给扳手加上载荷：

跟上一步一样，左键选择添加边界载荷：

然后我们选定载荷作用的这一部分：

选好之后，我们看左边的栏目，添加相应的载荷属性（也就是力的方向和大小）

先选择total force，在写上力就行了，我写的是150，大家可以随便大小，但不要太大（太大，扳手承受不了就。。。。）

这里为什么有负号，因为压扳手的力是朝z轴负方向的。。。。。

到此就全部设置好了！

下面就进行网格化吧（这是有限元方法的基本步骤，不懂的请稍微看看有限元）

当然，目前也不需要你懂什么，稍微点两下就行了

再点

就行了，。。网格化完毕

这里我们用的是系统自动网格化，我们也可以选择人工的，人工的就要我们自己设置网格的大小，密度什么的。。。。

网格化完了，你的扳手就会变成这样：

全部设置都结束了

最后只要轻轻点一下计算就行了

如果你的电脑运行内存小于4g，那很不幸，你可能算不出来，要进行一些额外的步骤（现在4g以下的笔记本应该不多了，如果你是，就来问我吧）

如果你的内存小于4g的话，就请看下面：

没关系，可以用硬盘内存代替运行内存，多几个简单的步骤：

首先，你就不要点计算了，先进行以下步骤

右击

,选择

，然后展开

，变成下面这个样子：

展开

，并点击

在右边的设置窗口设置：

跟这个图上设置的一样吧

这个设置确保如果你的电脑运行低内存中计算,解算器将开始使用硬盘作为补充RAM。允许解算器使用硬盘而不是内存计算慢下来。

到此你就设置完了，可以像之前一样，右键

，点击计算就行了。

你的内存大于4g就不用管，等它算完吧，可能要一些时间，一两分钟。。。

成功算完之后，你会看到：

是不是很神奇，整个扳手每个地方的受力都显示出来了（如果你的力不是150的话，可能情况跟我不一样。。。。。）

你看到的黑线的部分是扳手形变之前的位置，也就是初始位置。。。。

接下来，你可以稍微设置一下，就可以看到扳手的形变情况或者是受压力的情况。。。。（如果你的力不是150的话，可能情况跟我不一样。。。。。）

后面我就贴步骤，具体不啰嗦了，你基本也知道基本的流程了

这个扳手的建模我实际上是省略的全局定义的那一部分，这一部分在大型的建模过程中是排在第一步的，也就是设定参数，设定变量，设定函数什么的，比如我们就可以事先设定一个参数F来代表载荷，在填载荷的时候就可以直接写F不用写具体数值。。。。。但是我们这个小模型很显然就没必要了。。。。大家先有一个意识

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蠹泽硫唑： 文没有好的教材都是翻译的用户手册.1,里面的案例非常好. Multiphysics Modeling Using COMSOL2,可以一步一步按照去设置.给你推荐国外的教材

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蠹泽硫唑： 中文没有好的教材都是翻译的用户手册.给你推荐国外的教材,里面的案例非常好,可以一步一步按照去设置.1. Multiphysics Modeling Using COMSOL2. ELECTROKINETIC PARTICLE TRANSPORT MICRO-NANOFLUIDICS

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