スタディとソルバーのアップデート

COMSOL Multiphysics® バージョン 6.0 では, カール要素定式化のためのメッシュ適応の改善, クラスター計算の性能向上, モーダル低減のためのコンポーネントモード合成が含まれています. スタディとソルバーに関するすべてのアップデートは, 以下のとおりです.

カール要素定式化のための改良されたメッシュ適応法

メッシュアダプテーションの手法が拡張され, 新たに補間誤差を推定する手法が追加されました. これにより, RFモジュールで使用されているカール要素定式化に対して, より効率的なメッシュ適応が可能になりました. タイプ1および2のカール要素に対応しています. 新しい周波数領域, RFアダプティブメッシュスタディにより, マイクロ波やミリ波のアンテナや回路のモデリングにメッシュ適応を設定する際のワークフローが非常に簡単になりました.

A microstrip patch antenna model in the Thermal color table showing the adapted mesh.
新しいRF適応メッシュスタディを使用した RF モジュールのマイクロストリップ, パッチアンテナ, インセットモデルの適応メッシュ.

A 1D plot with a green and blue line with S11 on the y-axis and frequency on the x-axis.
新しい RF 適応メッシュスタディを使用した RF モジュールのマイクロストリップ, パッチアンテナ, インセットモデル. 初期メッシュと最終メッシュの S11 パラメーター.

クラスターコンピューティングに対応した性能向上

有限要素法アセンブリのコアマシンをクラスターコンピューティング用に改良しました. データの局所性とメッシュ要素の分割が改善され, クラスターコンピューティングの全体的な性能向上につながっています. これらの改良は, マルチグリッドと領域分割の両方の前処理に適用されます.

A 1D plot with blue, yellow, and green lines with time on the y-axis and nodes on the x-axis.
アーメッドボディモデル (6.3M DOFs) のメッシュを細分化したバージョン5.5, 5.6, 6.0において, 新しいパーティショニング法, ネステッドディセクションを用い, 各ノードの全コアをマルチスレッドで使用した場合のCPU時間比較. 16ノードでは, 各ノードで2プロセスを実行することで最良のパフォーマンスが得られます. 解答時間は, マルチグリッドを使用した場合3223秒, ドメイン分割を使用した場合1707秒となります. 比較として, シングルコアでマルチグリッドを使用した場合, 求解時間は87757秒となります.

A 1D plot with blue, yellow, and green lines with time on the y-axis and nodes on the x-axis.
アーメッドボディモデルのメッシュ細分化バージョンで, 新しいネステッドディセクション分割法を使用し, 各ノードのすべてのコアをマルチスレッドで使用した場合のバージョン5.5, 5.6, 6.0間のメモリ比較.

領域分割のための新しい粗グリッド法

Nicolaides 法を使用して, 粗いグリッドの補正を作成することが可能になりました. この方法を用いると, わずか数個の未知数まで大胆な粗化を構築することができます. この方法は, 領域分割ソルバーのロバスト性と性能のバランスをとりたい場合や, 標準的な粗化手法がコストがかかりすぎる場合, また, 粗化なしの実行がうまくいかない場合に役立ちます.

圧力音響のための新しい領域分割法

大規模な圧力音響 (ヘルムホルツ問題) を領域分割 (シュワルツ) 法で解くことができるようになりました. この方法は, シフトラプラス法を用いるとともに, 内部の重なり境界には非重なりシュア法と同じ吸収境界条件を用いています. この方法の利点は, ドメインソルバーとしてマルチグリッドが使用でき, 領域分割法のための粗グリッドが不要であることです.

新しい代数的マルチグリッド法

標準的な, つまり古典的な代数的マルチグリッド法は, 並列修正独立集合と呼ばれる新しい粗化手法で拡張されています. この方法はクラスターコンピューティングをサポートします. さらに, 複雑な値を持つカール要素の定式化をサポートするために, 補助空間AMG法が拡張されました.

バッチ処理, クラスター処理の改善点

スイープバリアントバッチスイープ, クラスタースイープを含むバッチおよびクラスターコンピューティングスタディタイプが改良されました. バッチおよびクラスターコンピューティングは, バッチプロセスから解と蓄積されたプローブテーブルを同期させることができるようになりました. 外部プロセスまたはプロセスの同期データを削除する新しい処理法が利用できるようになりました. これらの新しい手法は, スタディタイプバッチおよびバッチスイープでデフォルトで有効になっています.

デフォルトのプロットを生成する新しい方法

求解前にデフォルトのプロットを生成したり, リセットしたりできるようになりました. 任意のスタディで右クリックし, デフォルトプロットを表示またはデフォルトプロットをリセットのいずれかを選択します.

Vankaソルバーのための新しい近似シュア補題法

Vanka ソルバーが拡張され, その行列ブロックのための新しい近似因数分解法が追加されました. ブロックソルバー直接法, 格納因子分解を使用する場合, 大きなブロックではシュアの補題近似を使用する近似因子分解を使用するオプションが追加されました. この方法は, 例えば, 流入境界条件を完全に展開した大規模な 3D 流体モデルで見られるように, 大規模ブロックのメモリと CPU 時間を大幅に節約することができます. この方法は, Vanka ソルバーと, Vankaオプションを有効にした SCGS ソルバーの両方から利用可能です.

Craig-Bampton法によるモデル縮小法

Craig-Bampton 法に基づくコンポーネントモード合成が, 構造力学モジュール, マルチボディダイナミクスモジュール, ローターダイナミクスモジュールで利用可能になりました. Craig‒ampton 法は, モデル縮小 (制約条件の中にモデル入力ができるようになった) のモード法を拡張するために使用されます. この方法は, 標準的なモードベースの拡張として, いわゆる制約モードを入力として取ります. これらのモードは, 標準的な定常波またはパラメトリックスイープスタディで個別に計算することができます. さらに, モード低減次数モデルは, ステートレス形式とステートフル形式の両方をサポートするようになりました. ステートフル形式では, 簡約された方程式系が COMSOL の方程式マシンに入力され, 縮小されたモデルを他の方程式に簡単にカップリングすることができます. この副次的効果として, モード自由度がポスト処理やさらなるモデリングに利用できるようになるのです.

A model with a foundation and rotor showing the von Mises stress.
ローターダイナミクスモジュールを用いたコンポーネントモード合成シミュレーションによるファンデーションとローターの応力.

A closeup view of a 1D plot with green and blue lines with displacement on the y-axis and time on the x-axis.
プラットフォーム右端の垂直変位を完全モデルと縮小モデルで比較したもの.

パラメトリック固有値問題における解法の再利用

パラメトリック固有値問題を解く際に, 開始ベクトルを選択することができるようになりました. この機能により, パラメーターの変更に伴って解が滑らかに変化する固有値問題において, 計算時間を短縮することができます. 例としては, 半導体モジュールのシュレディンガー・ポアソンインターフェースを使用するモデルで見られます. 固有値探索方法をマニュアルに設定すると, 多くの場合, 反復回数を少なくとも50%削減することができます.

陽的時間発展マルチフィジックスdG-FEMハイブリッド法

陽的時間発展 Galerkin-FEM ハイブリッド法を用いて, 圧電ドメインと結合した弾性波を解くことが可能になりました. 問題の圧電体部分は有限要素法で定式化され, 陽的時間発展節点不連続法で定式化された弾性波と結合されます. この方法は大きな弾性領域を扱うことができ, 超音波を利用した医療機器の設計に適用できます.

An angle beam model showing the pressure and shear waves in the Twilight color table.
マルチフィジックスインターフェース_圧電波, (陽的時間発展) を用いて計算された傾斜ビームモデルの圧力波とせん断波.

A 1D plot with a green and blue line showing the terminal voltage of an angle beam model.
傾斜ビーム非破壊検査 (NDT) 設定における圧電波 (陽的時間発展) インターフェースの適用.