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スタディとソルバーのアップデート

COMSOL Multiphysics® バージョン 6.2 では, 特に非線形問題や並列計算において多くの性能向上が図られています. さらに, 境界要素法 (BEM) が高周波電磁気学および薄いギャップを含む問題に対して改良され, 解かれなかった変数の時間周期性を許容するサポートが追加されました. 非対称問題に対して高速フーリエ変換 (FFT) を使用するオプションが追加され, 左固有ベクトルの新しいサポートにより, 非対称問題のモデル削減と感度解析に応用できるようになりました. すべてのアップデートについては下記をご覧ください.

クラスターとマルチコアのパフォーマンスの向上

COMSOL Multiphysics® バージョン 6.2 では, クラスターおよびマルチコアコンピューティングが最大 40 % 向上しました. BEM のメモリバランシングとパフォーマンスがクラスター上で大幅に向上しました.

制約処理の新手法

制約を扱う新しいハイブリッド手法が追加されました. この方法は, 完全な特異値分解 (SVD) が法外に高価な大きな制約ブロックに対してはガウス消去を使用し, 小さなブロックに対しては SVD を使用します. これは, 非局所制約を含む大規模シミュレーションで特に有効です.

A condenser microphone model in the Prism color table.
Brüel & Kjær 4134 コンデンサーマイクのチュートリアルモデルでは, 制約の除去にハイブリッドヌル空間関数を使用します.

未解決の周期的入力

時間周期問題と過渡問題を連続して解く必要があるシミュレーションでは, 周期場の1周期だけをシミュレーションすればよくなりました. この機能は, 時間依存ソルバーノードの [詳細] セクションで直接有効にすることができます. この機能を使用して, 回転機械の1周期をシミュレーションし, その後, 機械の1回転よりも大きな時間スケールで時間依存性を持つ他の場を解くことができます.

Two tank reactor models showing the concentration in the Rainbow color table.
このタンクリアクターモデルでは, 流体の流れは時間周期的であるのに対して, 希薄な反応物の濃度は回転周期よりもはるかに大きな時間スケールで時間と共に変化します.

ハーフサイクル FFT のサポート

現在では, 信号データの前半部分のみを使用して, 非対称問題の FFT を計算することが可能です. 大規模な過渡モデルでは, FFT を実行するために全周期の計算を必要としないため, 計算時間を半減させることができます.

An E-core transformer model in the Rainbow color table with white arrows around the core.
E コアトランスのモデル化には, 半周期非対称性を適用することができます.

BEM

パフォーマンス向上

クラスター上での BEM 解析が, 以前のバージョンと比較して最大7倍高速になりました. これは, COMSOL Multiphysics® バージョン 6.2 で強化されたロードバランシングとメモリーバランシングによるものです. 非クラスター構成では, ソルバーが改良され, 計算時間が最大 35 % 短縮されます.

A submarine model in the Wave Light color table.
COMSOL Multiphysics® バージョン 6.1 を使用して, 6 kHz, 6 クラスタノード, 2.5M DOFs の海底ターゲット強度チュートリアルモデルを計算するのに7時間30分かかりました. COMSOL Multiphysics® バージョン 6.2 を使用すると, 同じモデルを55分で解くことができます.

近接メッシュ要素のための特殊求積法

[直角位相] セクションの [薄いギャップ処理] オプションを使用すると, 接触に近いメッシュ要素の変数変換が可能になり, アセンブリ中により正確な積分が可能になります. この変換により, 薄いギャップを含む問題, たとえばコンデンサーや薄い導波管を通る音の放射が関係する問題の精度が大幅に向上します.

非線形ソルバーの新しいオプション

非線形ソルバーのパフォーマンスやロバスト性の微調整に役立つ多くの新しいオプションが追加されました. 擬似時間ステップ加速では, 残差を平滑化する新しいオプションが非線形反復回数を減らすことが確認されています. 比例積分微分 (PID) コントローラーにいくつかの新しいオプションが追加されました. 輸送問題では, アンダーソン加速が改良され, 通常のニュートンステップの代わりにアンダーソンステップを使用する場合の制御オプションが追加されました. 上記の改良を組み合わせることで, 性能が大幅に向上しました.

最小ヤコビアンアップデートの改善

時間依存の問題では, 完全結合ノードまたは分離ソルバー変数ノードでヤコビアン更新オプションを最小に設定することで, ヤコビアンを自動的に更新できます. これにより, 堅牢性を損なうことなくパフォーマンスが向上します. ヤコビアンをいつ更新するかを決定するための, より堅牢な新しいアルゴリズムが実装され, デフォルトで有効化されます. [適応許容誤差に線形経験則を使用する] チェックボックスをオンにすると, 新しいアルゴリズムが無効になり, COMSOL Multiphysics® バージョン 6.1 で利用可能なアルゴリズムの使用に戻ります.

 

線形ソルバーの適応許容差

線形ソルバーに適応許容誤差を使用するオプションが追加されました. 非線形反復の数は増加する可能性がありますが, 非線形反復ごとの線形反復の数は大幅に減少する可能性があり, 大幅なパフォーマンスの向上につながります. 適応は, 完全または部分的な誤差推定, または非線形残差のいずれかに基づきます. このオプションは, 完全結合ソルバーノードまたは分離ソルバー変数ノードからアクセスできます.

左固有ベクトルの計算

多くのマルチフィジックス問題, 例えば音響と構造の相互作用に関わる問題は, 非対称な定式化が可能です. このような問題のモデル削減, 最適化, および感度解析は, 左固有ベクトルを使用することによって改善することができます. 固有値ソルバーノードの [左固有ベクトルの計算と保存] オプションは, 左固有ベクトルを計算し, 最終的に保存するかどうかを制御します. 固有値感度ソルバーだけでなく, モードソルバーも左固有ベクトルを使用できるようになりました. 固有値ソルバーに続いてモードソルバーまたはモデル縮小ソルバーが実行される場合, 左固有ベクトルの計算と保存はデフォルトでオンに設定されます.

A fuel tank model with Isosurface plots in the Wave Light color table.
非対称問題の感度解析とモデル削減はどちらも, 左固有ベクトルの計算から恩恵を受けます. この画像では, 振動する燃料タンク内の音響と構造の相互作用がこのような非対称な問題を引き起こしています.

出力に変数を格納する新しい方法

出力に変数を保存するオプションは, スタディステップの [従属変数の値] セクションから, 独自のセクション, [出力に保存] に移動しました. このセクションは, どの変数を格納するかを指定する簡単な方法を提供します.

ソルバーログの保存

[ログ] ウィンドウに表示されるソルバーログは, 指定された文字数に制限されています. 最大文字数は環境設定で増やすことができます. ただし, 大規模なモデルをデバッグする場合は, 代わりにログをファイルに保存する方が現実的です. このオプションは, [環境設定] ウィンドウの [ログとメッセージ] セクションで使用できるようになりました.