全书共8章,第1~4章为第一板块,以仿真发展历史与国内行业现状为开端,介绍了进行有限元仿真必备的基础条件,对COMSOL多物理场计算的基础知识给出了系统的讲解:对数学理论知识,譬如有限元理论、高等数学基础、数值分析等基本概念进行了详细介绍;对COMSOL常规建模流程进行了简要阐述,包括函数定义、几何建模、材料定义、网格划分和求解器设置等,同时对COMSOL中控制方程和边界条件的含义和应用做了介绍;对COMSOL的优势即多场耦合概念及耦合方法进行了阐述;对COMSOL的软件操作方法、界面功能、网格剖分等知识进行了系统讲解。第5~8章为第二板块,从应用最为广泛的四大领域入手,逐一介绍了计算流体力学、电磁学、结构力学和电化学模块,总计13个案例,按照由浅入深的顺序排序,较为详细地讲解了每一个操作步骤,使初学者可通过对照练习理解软件使用技巧。对于每一个案例,本书均配有二维码视频,以便初学者能更好地理解和掌握。 本书是面向完全零基础的读者编写的入门指南,初学者既可以通读本书获得对COMSOL较为全面的认识,也可以在阅读完第一板块内容后,挑选自己感兴趣的领域,学习对应的案例操作。如果读者需要对软件设置原理有更全面的了解,可以查看COMSOL用户帮助文档。

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目录
序
前言
第1章仿真预备知识
1.1仿真发展简史
1.2我国仿真行业现状
1.3做好仿真工作的需求
第2章多物理场计算
2.1多物理场计算基础
2.1.1有限元简介
2.1.2数学理论基础
2.1.3数值分析
2.1.4基础物理场核心名词
2.2COMSOL常规建模流程
2.2.1案例描述
2.2.2建模求解
2.2.3函数
2.2.4几何模型
2.2.5材料定义
2.2.6网格划分
2.2.7求解器设置
2.2.8后处理
2.3COMSOL中的控制方程和边界条件
2.3.1控制方程
2.3.2边界条件
2.4耦合的概念及常规方法
第3章COMSOL操作方法
3.1COMSOL主界面功能介绍
3.2常用内置常数、变量,自定义参数、函数、变量、材料的方法
3.3COMSOL自定义参量的常见错误
3.4COMSOL前处理方法解析
3.4.1实体建模
3.4.2网格剖分
第4章COMSOL的网格剖分
4.1简介
4.2网格设置
4.2.1网格的添加、删除与设置
4.2.2网格的自动剖分
4.2.3网格的尺寸设置
4.2.4映射网格
4.2.5扫掠网格
4.2.6边界层网格
4.2.7复制网格
4.2.8网格设置的总结
4.3不同定型几何的网格
4.4网格检查
4.4.1检查和警告节点中报告的实体区域
4.4.2查询网格的统计信息
4.4.3创建网格绘图
4.5网格导入和导出
4.6网格剖分示例
4.6.1二维网格剖分示例——流体喷射器
4.6.2三维网格剖分示例——元器件母版
4.7本章小结
第5章计算流体力学模块
5.1流体流动的控制方程
5.1.1质量守恒方程
5.1.2动量守恒方程
5.1.3能量守恒方程
5.1.4Reynolds平均可压缩N-S方程
5.2边界条件
5.3求解过程
5.4COMSOL Multiphysics中计算流体模块中主要的物理场接口
5.4.1单相流动
5.4.2多相流流动
5.4.3多孔介质流动
5.5案例1热水杯静止散热
5.5.1物理背景
5.5.2操作步骤
5.5.3案例小结
5.6案例2高马赫流
5.6.1物理背景
5.6.2操作步骤
5.6.3案例小结
5.7案例3相场液滴滴落
5.7.1物理背景
5.7.2操作步骤
5.7.3案例小结
第6章电磁学模块
6.1Maxwell方程组
6.2本构关系
6.3COMSOL求解高频电磁场的物理场接口
6.3.1全波电磁场
6.3.2波束包络法
6.3.3几何光学
6.4案例1铜柱的感应加热
6.4.1物理背景
6.4.2操作步骤
6.4.3案例小结
6.5案例2高斯波束的二次谐波产生
6.5.1物理背景
6.5.2操作步骤
6.5.3案例小结
6.6案例3射频消融、微波烧蚀肿瘤
6.6.1物理背景
6.6.2操作步骤
6.6.3案例小结
第7章结构力学模块
7.1结构力学中的三个基本关系
7.1.1应力与平衡方程
7.1.2几何方程
7.1.3本构关系
7.2边界条件
7.2.1位移
7.2.2力
7.2.3弹性基础
7.3细长几何近似
7.3.1梁
7.3.2板
7.3.3壳
7.3.4膜
7.4结构力学的耦合类型
7.4.1流-固耦合
7.4.2压电效应
7.4.3热-结构耦合
7.5案例1铜及铜合金的塑性变形
7.5.1物理背景
7.5.2操作步骤
7.5.3案例小结
7.6案例2压电传感器
7.6.1物理背景
7.6.2操作步骤
7.6.3案例小结
7.7案例3殷钢的热变形
7.7.1物理背景
7.7.2操作步骤
7.7.3案例小结
7.8案例4瓦斯抽采过程中的流-固耦合
7.8.1物理背景
7.8.2操作步骤
7.8.3案例小结
第8章电化学模块
8.1概述
8.2电化学理论
8.2.1原电池电动势
8.2.2传质现象
8.2.3离子扩散
8.2.4电迁移
8.2.5对流
8.2.6边界条件
8.2.7电极过程控制方程
8.2.8电流分布理论
8.2.9电极动力学类型
8.3案例1铁轨腐蚀
8.3.1物理背景
8.3.2操作步骤
8.3.3案例小结
8.4案例2稀物质传递二次电流分布
8.4.1物理背景
8.4.2操作步骤
8.4.3案例小结
8.5案例3电致化学发光
8.5.1物理背景
8.5.2操作步骤
8.5.3案例小结
参考文献