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COMSOL Multiphysics

Agosto 03, 2021

COMSOL Multiphysics (antes conocido como FEMLAB) es un paquete de software de análisis y resolución por elementos finitos para varias aplicaciones físicas y de ingeniería, especialmente fenómenos acoplados, o multifísicos. COMSOL Multiphysics también ofrece una amplia y bien gestionada interfaz a MATLAB y sus toolboxes que proporcionan una amplia variedad de posibilidades de programación, preprocesado y postprocesado. También proporciona una interfaz similar a COMSOL Script. Los paquetes son multiplataforma (Windows, Mac, Linux, Unix.) Además de las interfaces de usuario convencionales basadas en físicas, COMSOL Multiphysics también permite entrar sistemas acoplados de ecuaciones en derivadas parciales (EDP). Las EDP se pueden entrar directamente o utilizando la llamada forma débil (ver el Método de los elementos finitos para una descripción de la formulación débil).

Además del amplio rango de problemas clásicos que pueden ser eficientemente trabajados con los diferentes módulos específicos disponibles, el módulo básico "Multifísica" puede ser usado para resolver EDPs tipo Schrödinger, y ha sido exitosamente aplicado para simular efectos cuánticos en sistemas de baja dimensionalidad tales como nanopartículas metálicas,[1]​ nanotubos de carbono,[2]​, puntos cuánticos,[3]​ pozos cuánticos,[4]​ moléculas artificiales,[5]​ y monocapas de calcogenuros con metales de transición.[6]​

COMSOL fue iniciado con base en los códigos desarrollados por varios estudiantes licenciados del - Germund Dahlquist] para un curso de la licenciatura en el Universidad Tecnológica Real (KTH)[7]​ en Estocolmo, Suecia.

Módulos

Existen varios módulos de aplicación específicos para COMSOL Multiphysics:[8]​

  • AC/DC Module
  • Acoustics Module
  • Batteries & Fuel Cells Module
  • CAD Import Module
  • CFD Module
  • Chemical Reaction Engineering Module
  • Corrosion Module
  • ECAD Import Module
  • Electrochemistry Module
  • Electrodeposition Module
  • Fatigue Module
  • File Import for CATIA v5
  • Geomechanics Module
  • Heat Transfer Module
  • LiveLink for AutoCAD
  • LiveLink for Creo Parametric
  • LiveLink for Excel
  • LiveLink for Inventor
  • LiveLink for MATLAB
  • LiveLink for Pro/Engineer
  • LiveLink for Solid Edge
  • LiveLink for SolidWorks
  • LiveLink for SpaceClaim
  • Material Library
  • MEMS Module
  • Microfluidics Module
  • Molecular Flow Module
  • Multibody Dynamics Module
  • Nonlinear Structural Materials Module
  • Optimization Module
  • Particle Tracing Module
  • Pipe Flow Module
  • Plasma Module
  • RF Module
  • Semiconductor Module
  • Structural Mechanics Module
  • Subsurface Flow Module
  • Wave Optics Module

AC/DC Module

Simula componentes y dispositivos eléctricos que dependen de fenómenos electrostáticos, magnetostáticos y aplicaciones electromagnéticas cuasiestáticas, particularmente acopladas a otras físicas. Consta de interfaces específicas para aplicaciones de maquinaria rotatoria e importación de listas de circuitos SPICE.

Acoustics Module

Contiene incorporados modos de aplicación Contains y ajustes de contornos para el modelado de propagación acústica en sólidos y fluidos estacionarios. También modela aplicaciones aeroacústicas en fluidos móviles.

Batteries and Fuel Cells Module

Este módulo es una herramienta especializada, diseñada para modelar todo tipo de aplicaciones de baterías y células de combustible.

CAD Import Module

Facilita la lectura de la mayoría de los formatos CAD estándar de la industria. Incluye paquetes adicionales que soportan los formatos de fichero para los núcleos de geometría de programas CAD específicos.

CFD Module

El módulo CFD se ajusta a la simulación avanzada de fluidos. Sus interfaces permiten modelar flujo turbulento y laminar en una o múltiples fases.

Chemical Reaction Engineering Module

Sirve para estudiar sistemas reactivos que incluyen transporte de materiales y energía.

Corrosión Module

El módulo de corrosión permite a los ingenieros simular la electroquímica de la corrosión y la protección contra la corrosión de estructuras metálicas.

Electrochemistry Module

Modela aplicaciones de electrólisis, electrodiálisis y electroanálisis.

Electrodeposition Module

Electrodeposition Module lleva la potencia de COMSOL Multiphysics a los procesos electroquímicos para aplicaciones tan diversas cono el plateado de cromo en la industria de automoción, galvanización, electrocoloración, electroplateado decorativo y electrodeposición para fabricación de PCB.

Fatigue Module

Cálculo de fatiga estructural de ciclo alto o bajo, dentro del entorno de COMSOL Multiphysics. Requiere el módulo de mecánica de estructuras.

Geomechanics Module

El módulo de geomecánica es una ampliación especializada para el Structural Mechanics Module para la simulación de aplicaciones geotécnicas como túneles, excavaciones, estabilidad de pendientes, y estructuras de retención.

Heat Transfer Module

Consta de modos de aplicación avanzados para el análisis de transferencia de calor por conducción, convección y radiación. Adecuado para aplicaciones industriales como en refrigeración de electrónica e ingeniería de procesos.

Material Library

Base de datos interna de propiedades de materiales con más de 2500 materiales y 20000 propiedades. La base de datos contiene dependencias con la temperatura de propiedades eléctricas, térmicas y estructurales de materiales sólidos.

La librería de materiales también puede aceptar ficheros generados por la base de datos de propiedades de materiales MatWeb. Se trata de una base de datos con capacidades de búsqueda sobre más de 59.000 hojas de datos de materiales, que incluyen información de propiedades sobre termoplásticos y polímeros termoestables, metales, y otros materiales de ingeniería. MatWeb es una división de Automation Creations, Inc. (ACI) de Blacksburg, Virginia [www.matweb.com].

MEMS Module

Representa procesos acoplados en dispositivos microelectromecánicos y microfluídicos. Incorpora acoplamientos multifísicos específicos para aplicaciones tales como flujo electroosmótico, amortiguamiento pelicular, piezoelectricidad e interacción fluido-estructura.

RF Module

Caracteriza campos electromagnéticos, corrientes y ondas para RF, microondas, óptica y otros dispositivos de alta frecuencia. Permite realizar un extenso postprocesado como cálculo de parámetros S y análisis de campo lejano.

Microfluidics Module

El módulo de microfluídica aporta herramientas para el estudio de dispoistivos microfluídicos y flujos de gas enrarecido. Entre las aplicaciones más imporatnes se incluyen las simulaciones de dispositivos lab-on-a-chip, microfluídica digital, dispositivos electrocinéticos y magnetocinéticos, inkjets, y sistemas de vacío.

Molecular Flow Module

Módulo para el modelado de flujo de gases enrarecidos para sistemas de vacío.

Multibody Dynamics Module

Analiza montajes de cuerpos rígidos y flexibles.

Nonlinear Structural Materials Module

Complementa las funcionalidades de los módulos de mecánica estructural y MEMS añadiendo modelos de materiales no lineales. Cuando las deformaciones estructurales se hacen muy grandes, ciertas no linealidades en las propiedades del material fuerzan al usuario abandonar los modelos de materiales lineales. Esta situación también ocurre en algunas condiciones de operación, como por ejemplo a altas temperaturas.

Pipe Flow Module

Se utiliza para simulaciones de flujo de fluido, transferencia de masa y calor, transitorios hidráulicos y acústica en tuberías y redes de canalización. Las simulaciones de flujo de tuberías dan la velocidad, variaciones de presión y temperatura a lo largo de tuberías y canalizaciones. El módulo es apropiado para tuberías y canales que tienen longitudes suficientemente grandas para que el flujo en ellos se pueda considerar que está completamente desarrollado y representado mediante una aproximación 1D.

Plasma Module

Los plasmas de baja temperatura representan una amalgama de mecánica de fluidos, ingeniería de reacciones, cinética, transferencia de calor, transferencia de masa y electromagnetismo. El módulo Plama Module es una herramienta especializada para modelar las descargas de no equilibrio que ocurren en un amplio rango de disciplinas en ingeniería.

RF Module

Nace para incidir en el modelado de RF, microondas e ingeniería óptica. Este tipo de modelado requiere resolver la escala del dispositivo transmisor mientras que captura efectos de escala muchos órdenes de magnitud mayor.

Semiconductor Module

Simulación de dispositivos semiconductores.

Structural Mechanics Module

Realiza los clásicos análisis de deformación-tensión con capacidades multifísicas completas. Consta de modelos de materiales no lineales, y capacidades para grandes deformaciones y contactos; todo susceptible de ser acoplado libremente a otras físicas.

Subsurface Flow Module

Este módulo consta de un gran número de interfaces de modelado predefinidas y listas para usar para el análisis de flujos subsuperficiales. Estas interfaces permiten la rápida aplicación de las ecuaciones de Richard, ley de Darcy, la extensión de Brinkman de la ley de Darcy para flujos en medios porosos y las ecuaciones de Navier-Stokes para flujo libre. Además, el módulo puede modelar el transporte y reacción de solutos así como el transporte de calor en medios porosos. La librería de modelos incluye ejemplos que abarcan desde flujos de petróleo y gas en medios porosos a la distribución de trazadores en flujos de acuíferos.

Wave Optics Module

Simula propagación de ondas electromagnéticas en grandes estructuras ópticas.

Referencias

  1. M. Zapata-Herrera1, J. Flórez, A. S. Camacho and H. Y. Ramírez, (2018). «Quantum Confinement Effects on the Near Field Enhancement in Metallic Nanoparticles». Plasmonics. 13 (1): 1-7. doi:10.1007/s11468-016-0476-y. 
  2. P. Pang, J. He, J. H. Park, P. S. Krstíc and S. Lindsay, (2011). «Origin of Giant Ionic Currents in Carbon Nanotube Channels». ACS Nano. 5 (9): 7277-7283. doi:10.1021/nn202115s. 
  3. H. Y. Ramírez and A. Santana, (2012). «Two interacting electrons confined in a 3D parabolic cylindrically symmetric potential, in presence of axial magnetic field: A finite element approach». Computer Physics Communications. 183 (8): 1654-1657. doi:10.1016/j.cpc.2012.03.002. 
  4. L. L. Gu , X. G. Guo, Z. L. Fu, W. J. Wan, R. Zhang, Z. Y. Tan, and J. C. Cao, (2015). «Optical-phonon-mediated photocurrent in terahertz quantum-well photodetectors». Applied Physics Letters. 106: 111107. doi:10.1063/1.4916084. 
  5. N. R. Fino, A. S. Camacho and H. Y. Ramírez, (2014). «Coupling effects on photoluminescence of exciton states in asymmetric quantum dot molecules». Nanoscale Research Letters. 9: 297. doi:10.1186/1556-276X-9-297. 
  6. L. N. Tripathi, O. Iff, S. Betzold, Ł. Dusanowski, M. Emmerling, K. Moon, Y. J. Lee, S. H. Kwon, S. Höfling, and C. Schneider (2018). «Spontaneous Emission Enhancement in Strain-Induced WSe2 Monolayer-Based Quantum Light Sources on Metallic Surfaces». ACS Photonics. 5 (5): 1919-1926. doi:10.1021/acsphotonics.7b01053. 
  7. . Archivado desde el original el 21 de noviembre de 2015. Consultado el 6 de junio de 2008. 
  8. COMSOL website

Enlaces externos

  • web oficial
  • Blog para usuarios de COMSOL para discutir sobre Modelos de COMSOL (FEMLAB) y asuntos relacionados
  • soft-hummingbird COMSOL video curso tutorial
  •   Datos: Q1024008

Agosto 03, 2021
comsol, multiphysics, antes, conocido, como, femlab, paquete, software, análisis, resolución, elementos, finitos, para, varias, aplicaciones, físicas, ingeniería, especialmente, fenómenos, acoplados, multifísicos, también, ofrece, amplia, bien, gestionada, int. COMSOL Multiphysics antes conocido como FEMLAB es un paquete de software de analisis y resolucion por elementos finitos para varias aplicaciones fisicas y de ingenieria especialmente fenomenos acoplados o multifisicos COMSOL Multiphysics tambien ofrece una amplia y bien gestionada interfaz a MATLAB y sus toolboxes que proporcionan una amplia variedad de posibilidades de programacion preprocesado y postprocesado Tambien proporciona una interfaz similar a COMSOL Script Los paquetes son multiplataforma Windows Mac Linux Unix Ademas de las interfaces de usuario convencionales basadas en fisicas COMSOL Multiphysics tambien permite entrar sistemas acoplados de ecuaciones en derivadas parciales EDP Las EDP se pueden entrar directamente o utilizando la llamada forma debil ver el Metodo de los elementos finitos para una descripcion de la formulacion debil Ademas del amplio rango de problemas clasicos que pueden ser eficientemente trabajados con los diferentes modulos especificos disponibles el modulo basico Multifisica puede ser usado para resolver EDPs tipo Schrodinger y ha sido exitosamente aplicado para simular efectos cuanticos en sistemas de baja dimensionalidad tales como nanoparticulas metalicas 1 nanotubos de carbono 2 puntos cuanticos 3 pozos cuanticos 4 moleculas artificiales 5 y monocapas de calcogenuros con metales de transicion 6 COMSOL fue iniciado con base en los codigos desarrollados por varios estudiantes licenciados del Germund Dahlquist para un curso de la licenciatura en el Universidad Tecnologica Real KTH 7 en Estocolmo Suecia Indice 1 Modulos 1 1 AC DC Module 1 2 Acoustics Module 1 3 Batteries and Fuel Cells Module 1 4 CAD Import Module 1 5 CFD Module 1 6 Chemical Reaction Engineering Module 1 7 Corrosion Module 1 8 Electrochemistry Module 1 9 Electrodeposition Module 1 10 Fatigue Module 1 11 Geomechanics Module 1 12 Heat Transfer Module 1 13 Material Library 1 14 MEMS Module 1 15 RF Module 1 16 Microfluidics Module 1 17 Molecular Flow Module 1 18 Multibody Dynamics Module 1 19 Nonlinear Structural Materials Module 1 20 Pipe Flow Module 1 21 Plasma Module 1 22 RF Module 1 23 Semiconductor Module 1 24 Structural Mechanics Module 1 25 Subsurface Flow Module 1 26 Wave Optics Module 2 Referencias 3 Enlaces externosModulos EditarExisten varios modulos de aplicacion especificos para COMSOL Multiphysics 8 AC DC Module Acoustics Module Batteries amp Fuel Cells Module CAD Import Module CFD Module Chemical Reaction Engineering Module Corrosion Module ECAD Import Module Electrochemistry Module Electrodeposition Module Fatigue Module File Import for CATIA v5 Geomechanics Module Heat Transfer Module LiveLink for AutoCAD LiveLink for Creo Parametric LiveLink for Excel LiveLink for Inventor LiveLink for MATLAB LiveLink for Pro Engineer LiveLink for Solid Edge LiveLink for SolidWorks LiveLink for SpaceClaim Material Library MEMS Module Microfluidics Module Molecular Flow Module Multibody Dynamics Module Nonlinear Structural Materials Module Optimization Module Particle Tracing Module Pipe Flow Module Plasma Module RF Module Semiconductor Module Structural Mechanics Module Subsurface Flow Module Wave Optics ModuleAC DC Module Editar Simula componentes y dispositivos electricos que dependen de fenomenos electrostaticos magnetostaticos y aplicaciones electromagneticas cuasiestaticas particularmente acopladas a otras fisicas Consta de interfaces especificas para aplicaciones de maquinaria rotatoria e importacion de listas de circuitos SPICE Acoustics Module Editar Contiene incorporados modos de aplicacion Contains y ajustes de contornos para el modelado de propagacion acustica en solidos y fluidos estacionarios Tambien modela aplicaciones aeroacusticas en fluidos moviles Batteries and Fuel Cells Module Editar Este modulo es una herramienta especializada disenada para modelar todo tipo de aplicaciones de baterias y celulas de combustible CAD Import Module Editar Facilita la lectura de la mayoria de los formatos CAD estandar de la industria Incluye paquetes adicionales que soportan los formatos de fichero para los nucleos de geometria de programas CAD especificos CFD Module Editar El modulo CFD se ajusta a la simulacion avanzada de fluidos Sus interfaces permiten modelar flujo turbulento y laminar en una o multiples fases Chemical Reaction Engineering Module Editar Sirve para estudiar sistemas reactivos que incluyen transporte de materiales y energia Corrosion Module Editar El modulo de corrosion permite a los ingenieros simular la electroquimica de la corrosion y la proteccion contra la corrosion de estructuras metalicas Electrochemistry Module Editar Modela aplicaciones de electrolisis electrodialisis y electroanalisis Electrodeposition Module Editar Electrodeposition Module lleva la potencia de COMSOL Multiphysics a los procesos electroquimicos para aplicaciones tan diversas cono el plateado de cromo en la industria de automocion galvanizacion electrocoloracion electroplateado decorativo y electrodeposicion para fabricacion de PCB Fatigue Module Editar Calculo de fatiga estructural de ciclo alto o bajo dentro del entorno de COMSOL Multiphysics Requiere el modulo de mecanica de estructuras Geomechanics Module Editar El modulo de geomecanica es una ampliacion especializada para el Structural Mechanics Module para la simulacion de aplicaciones geotecnicas como tuneles excavaciones estabilidad de pendientes y estructuras de retencion Heat Transfer Module Editar Consta de modos de aplicacion avanzados para el analisis de transferencia de calor por conduccion conveccion y radiacion Adecuado para aplicaciones industriales como en refrigeracion de electronica e ingenieria de procesos Material Library Editar Base de datos interna de propiedades de materiales con mas de 2500 materiales y 20000 propiedades La base de datos contiene dependencias con la temperatura de propiedades electricas termicas y estructurales de materiales solidos La libreria de materiales tambien puede aceptar ficheros generados por la base de datos de propiedades de materiales MatWeb Se trata de una base de datos con capacidades de busqueda sobre mas de 59 000 hojas de datos de materiales que incluyen informacion de propiedades sobre termoplasticos y polimeros termoestables metales y otros materiales de ingenieria MatWeb es una division de Automation Creations Inc ACI de Blacksburg Virginia www matweb com MEMS Module Editar Representa procesos acoplados en dispositivos microelectromecanicos y microfluidicos Incorpora acoplamientos multifisicos especificos para aplicaciones tales como flujo electroosmotico amortiguamiento pelicular piezoelectricidad e interaccion fluido estructura RF Module Editar Caracteriza campos electromagneticos corrientes y ondas para RF microondas optica y otros dispositivos de alta frecuencia Permite realizar un extenso postprocesado como calculo de parametros S y analisis de campo lejano Microfluidics Module Editar El modulo de microfluidica aporta herramientas para el estudio de dispoistivos microfluidicos y flujos de gas enrarecido Entre las aplicaciones mas imporatnes se incluyen las simulaciones de dispositivos lab on a chip microfluidica digital dispositivos electrocineticos y magnetocineticos inkjets y sistemas de vacio Molecular Flow Module Editar Modulo para el modelado de flujo de gases enrarecidos para sistemas de vacio Multibody Dynamics Module Editar Analiza montajes de cuerpos rigidos y flexibles Nonlinear Structural Materials Module Editar Complementa las funcionalidades de los modulos de mecanica estructural y MEMS anadiendo modelos de materiales no lineales Cuando las deformaciones estructurales se hacen muy grandes ciertas no linealidades en las propiedades del material fuerzan al usuario abandonar los modelos de materiales lineales Esta situacion tambien ocurre en algunas condiciones de operacion como por ejemplo a altas temperaturas Pipe Flow Module Editar Se utiliza para simulaciones de flujo de fluido transferencia de masa y calor transitorios hidraulicos y acustica en tuberias y redes de canalizacion Las simulaciones de flujo de tuberias dan la velocidad variaciones de presion y temperatura a lo largo de tuberias y canalizaciones El modulo es apropiado para tuberias y canales que tienen longitudes suficientemente grandas para que el flujo en ellos se pueda considerar que esta completamente desarrollado y representado mediante una aproximacion 1D Plasma Module Editar Los plasmas de baja temperatura representan una amalgama de mecanica de fluidos ingenieria de reacciones cinetica transferencia de calor transferencia de masa y electromagnetismo El modulo Plama Module es una herramienta especializada para modelar las descargas de no equilibrio que ocurren en un amplio rango de disciplinas en ingenieria RF Module Editar Nace para incidir en el modelado de RF microondas e ingenieria optica Este tipo de modelado requiere resolver la escala del dispositivo transmisor mientras que captura efectos de escala muchos ordenes de magnitud mayor Semiconductor Module Editar Simulacion de dispositivos semiconductores Structural Mechanics Module Editar Realiza los clasicos analisis de deformacion tension con capacidades multifisicas completas Consta de modelos de materiales no lineales y capacidades para grandes deformaciones y contactos todo susceptible de ser acoplado libremente a otras fisicas Subsurface Flow Module Editar Este modulo consta de un gran numero de interfaces de modelado predefinidas y listas para usar para el analisis de flujos subsuperficiales Estas interfaces permiten la rapida aplicacion de las ecuaciones de Richard ley de Darcy la extension de Brinkman de la ley de Darcy para flujos en medios porosos y las ecuaciones de Navier Stokes para flujo libre Ademas el modulo puede modelar el transporte y reaccion de solutos asi como el transporte de calor en medios porosos La libreria de modelos incluye ejemplos que abarcan desde flujos de petroleo y gas en medios porosos a la distribucion de trazadores en flujos de acuiferos Wave Optics Module Editar Simula propagacion de ondas electromagneticas en grandes estructuras opticas Referencias Editar M Zapata Herrera1 J Florez A S Camacho and H Y Ramirez 2018 Quantum Confinement Effects on the Near Field Enhancement in Metallic Nanoparticles Plasmonics 13 1 1 7 doi 10 1007 s11468 016 0476 y P Pang J He J H Park P S Krstic and S Lindsay 2011 Origin of Giant Ionic Currents in Carbon Nanotube Channels ACS Nano 5 9 7277 7283 doi 10 1021 nn202115s H Y Ramirez and A Santana 2012 Two interacting electrons confined in a 3D parabolic cylindrically symmetric potential in presence of axial magnetic field A finite element approach Computer Physics Communications 183 8 1654 1657 doi 10 1016 j cpc 2012 03 002 L L Gu X G Guo Z L Fu W J Wan R Zhang Z Y Tan and J C Cao 2015 Optical phonon mediated photocurrent in terahertz quantum well photodetectors Applied Physics Letters 106 111107 doi 10 1063 1 4916084 N R Fino A S Camacho and H Y Ramirez 2014 Coupling effects on photoluminescence of exciton states in asymmetric quantum dot molecules Nanoscale Research Letters 9 297 doi 10 1186 1556 276X 9 297 L N Tripathi O Iff S Betzold L Dusanowski M Emmerling K Moon Y J Lee S H Kwon S Hofling and C Schneider 2018 Spontaneous Emission Enhancement in Strain Induced WSe2 Monolayer Based Quantum Light Sources on Metallic Surfaces ACS Photonics 5 5 1919 1926 doi 10 1021 acsphotonics 7b01053 SIAM Obituary Germund Dahlquist Archivado desde el original el 21 de noviembre de 2015 Consultado el 6 de junio de 2008 COMSOL websiteEnlaces externos Editarweb oficial Blog para usuarios de COMSOL para discutir sobre Modelos de COMSOL FEMLAB y asuntos relacionados soft hummingbird COMSOL video curso tutorial Datos Q1024008Obtenido de https es wikipedia org w index php title COMSOL Multiphysics amp oldid 120920105, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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