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bfamq铁杆木虫 (著名写手)
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你有一个新任务：COMSOL萌新升级必备指南！已有31人参与
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如今使用comsol或其他仿真code的同学越来越多，毋庸置疑，数值仿真已经在各个科研领域占领了半（feng）壁（kuang）江（guan）山（shui），特别是工科专业，交叉领域。众多仿真软件把初入科研大门的小伙伴们搞的焦头烂额，甚至变成了毕业障碍。那么不禁要问，软件真的那么难学吗？ 其实答案很简单，软件并不难学，软件再高级，它也是个工具而已。难的是人们总是遇到一个又一个棘手的问题（每时每刻被各路问题、难题所阻挡，无法前行）。不可否认，人与人是不同的，个性不同，能力不同，处事态度不同。特别是不同的人对待和处理科研问题时的能力更是千差万别。那么，既然大家选择了做（hun）科（bi）研（ye），学习各种技能是必不可少的。说实话，读到了硕士博士，就不要再做“巨婴”了。这世界上哪有那么多现成的东西等着被灌到你的脑子里？ 首先，进入你的领域！ 每个研究领域，研究内容，研究方向都有自身独特的理论体系，实验手段。学好自己研究领域的基本理论是必须要做到的。大量的阅读文献或书籍，如果一个人做流体仿真，还不知道τ表示粘性应力张量，那我只能让你自求多福了。做流体，ns方程组应该信手拈来，还等着去翻书？有这功夫，程序都收敛了。你的基础要是不扎实，你就会被这样的问题所困惑“哎呀，我提高入口速度为啥就不收敛了呢？”“哎呀，为什么要求我输入铜的动力粘度？”。 进入你的领域只是为你的科研打基础，这是一块敲门砖，对自己研究东西要真正懂，它的物理概念，物理图像，它所涉及到的学科知识，研究这类问题的控制方程，这些方程的特点，这类问题所用到的材料，这些材料的性质。所有的一切你都必须要了解，了解，至少要了解嘛！ 那么，学软件需要哪些知识呢？ 有限元理论？数值分析？这些东西不是必须的，毕竟你是用软件来做科研，你不是去做软件。如果你的boss是搞有限元的，那么很不幸，你可能真得去了解这些深（tou）奥（da）的数学。但是，大部分人都只是用软件做事情，那么我们还需要了解这些原理吗？答案是肯定的，对有限元方法的基础知识（如果你做fluent，当然是去了解有限体积法）和数值计算的基本概念有一个整体把握。至于这个坑你下去多深，那就是你的水平和兴趣决定的。但一定要下，千万不要连边界条件和初始条件都不知道是啥。软件再方便，模块再多再好玩，也不会跟flash动画一样，你选几个节点就能模拟出结果的。千万不要以为，你添加了层流模块，给了出入口，它就得给你出结果。想想，凭什么？你连ns方程都不会推导，凭什么呀（软件对你摊了摊手）！！ 对于数值分析，一般的硕博士课程都会有，选一门听一听即可，如果动手能力较好，还可以编几个自己的代码，形成库，没准你以后会调用它来计算呢？ 那么，软件应该怎么学呢？ 说实话，包括笔者在内的很多新手在最初接触的时候都是一脸懵逼的。但是，我一直坚信，那些键盘手，awsd高手，dota霸，或者是精通各类cae/cad软件，亦或是编程高手都会在学习comsol的时候更快更溜。因为什么？可能是对软件这种“天生”操作感更好，我真见过那种看见软件界面就头大的人，游戏也不玩，除了看电影，电脑都很少打开。当然，话说回来，上述这些个别情况只能说，对软件学习过程的难易程度和用时会有差别。我相信最终每个人都能学会软件，学软件的操作应该是最简单的事情了。 但是，又但是了，为什么有很多人从用软件的那一天开始，可能直到毕业也还是一脸懵逼呢？答案就是一个字：懒。懒得动手，懒的思考，懒得翻译。我们先说动手，打架的时候动手不是好事儿，但是学软件操作，你不动手难道你会盲模吗？（可能与下盲棋类似，也许是光靠脑袋想就得到结果了）软件要想用的熟练就要多动手啊。什么样的问题是最可气？“那个谁，我这样做行不行？那个谁，我这样操作能不能实现？”拜托，你自己手动试试不就知道了吗？很多时候不是你笨，而是你懒。这是一种病。软件最优秀的一点就是，你可以随意鼓捣，很多情况自己动手尝试，要比你翻那本厚厚的操作手册来的方便多了，省时省力。经验是哪来的？经验是你自己不断尝试得到的。我告诉你的经验，那是我的，是我的，我die，哼~！接下来我们说说思考，手懒，动脑还懒？（那就直接切掉把，反正，以后也用不上了）一旦出现问题和错误，第一反应不是求助，而是自己思考。你的边界都对吗？你的初值适当吗？你的材料属性有没有错误？报错嘛，肯定是错了呀，你都觉得你设置的没问题，那它怎么不能计算呢？所以要先动脑自己好好想一想。勤思考，才能学的快。学习，真的没有捷径。（当年我在打团的时候，也是不断的练木桩，盯cd，才把dps搞上去啊，都是点卡啊，说多了都是泪（没看懂？请勿略这句话））；最后说翻译，其实最好的comsol教程就是案例文档和模块手册。没错，它是英文的，可它真的不难啊。你第一次冷不丁看了看文档发现，简直晦涩难懂。可实际上生僻的词汇就是一些对应的软件节点名称等等。只要把一篇看明白，第二篇还是那些东西而已。如果你熟悉了操作文档的英语，你会发现它实际上写的很好啊，语法，句子都是可以借鉴的啊。 那么，怎么才能快速入门呢？ 先来回答几个常见的问题吧！ 问题1：***comsol能做吗？ 答：comsol这款软件是基于有限元方法来离散pde的，假如你研究东西的控制方程是可以数值求解的，那么理论上comsol就可以做。而且comsol还有拉格朗日粒子追踪，直接求解pde等等。至于一些特殊的算法或者什么特殊的功能，那就要看comsol有没有了。总之，comsol并非什么都可以做。说多物理场做的好，那是因为模块多呀，方便呗。 问题2：网上案例没有我要做的，哪位可以发一个学学？ 答：comsol的案例应该是非常丰富的了，但是天底下哪有一个和你研究东西一模一样的案例给你学？除非你师兄师姐留下的。还是老老实实把要用的模块案例仔细学一遍，至少一遍。 问题3：案例有中文的吗？ 答：comsol案例应该会有越来越多的中文文档，但大部分还是英文的，操作手册也都是英文的，所以，英语是躲不开的哦！不要觉得其他多案例与你无关，如果你这样想，那你会错失多少学习技巧的机会啊？ 程序报错了，怎么做才是正确的打开方式！ 答：先根据错误提示，定位出错位置。当然有些错误并没有给出哪里出了错误，这就好仔细设置初边值。 一般来讲，错误的产生可以来自以下几个方面： 一.前处理 参数：由于马虎，参数给错了，差了一个量级，或给成了0； 变量：1.使用了循环变量 2.变量定义的位置弄错了，记住，变量是有定义域的，或者叫作用范围，出了它的框框就得添加对应的名字。对于模型开发器这个树形分支而言，全局，组件，研究，后处理都是独立的框框；你在组件1中定义的变量p，或者它下面模块的自变量t，那都是只在组件1的框框中使用。你出了组件1，谁认识你是谁呀？是吧，所以，研究中要添加某个变量，你得带上comp1，比如comp1.t，这说明这是组件1的变量t。否则就未定义，它可不惯着你。那，后处理的时候，你得选择组件1的某个研究结果的数据集，你才能用对应的变量画图。否则未定义，不惯着你哦。所以，你在全局中定义的变量，也得带上人家的组件名，否则未定义，不惯着你呀！ 3.还有一些未定义，可能不是它没定义，而是初值给的不适当，造成某些变量无法计算。 几何：几何出现问题的较少，一般都是在参数化曲线啊，或者实体，曲线转换啊等等情况会出现问题，这一般是画图的时候不仔细，出现了未封闭图形，或者图形的误差太小造成的。而布尔运算中的组合，组合嘛，软件不知道你这些几何图形到底是交集还是差集，还是先加后减，所以你得给人家带公式啊，很简单r1-r2这类表达式就可以了。 材料：材料出问题的很多，但都不是大问题。一般就是域选错了，模块的求解域和材料域不一样，或者有重合。千万不要再问，铜为啥有动力粘度，你想笑死我好继承的支付宝账户吗？ 函数定义：comsol中那么多函数，自己花一个小时全部都定义一遍，立马就明白了，这真的不难。求多动动手指！ 组件耦合：这些一般都是高级应用，多仿照案例学习，不难。 物理场选择：物理场啊喂，你要是连它都选不对，那干脆去卖红薯吧。所以，在自己扎实的理论功底，方程推导上，它不应该选不对！仿真室内空气流动，那就层流喽。你想加一个风扇，那就旋转机械流喽。很方便。另外，如果真的不知道选哪个模块，那就多看他人的仿真文献，慢慢积累嘛。 物理场中的设置： 1.模块设置（主节点）：一般包括，物理模型（是否开启重力啊，是否开启湍流啊，是否要求解三个分量的磁场啊，是否包含辐射，是否有多孔介质啊，等等，它要根据你的需求来选择），离散化（线性啊，还是二次啊，还是更高阶次啊，它要根据你的精度来选择），稳定性条件（它要根据你的非线性程度来选择） 主节点就是一个方程框架而已。一些源项，需要额外添加域节点哦！ 2.初边值设置（子节点）：初始条件（适当，适当，适当，如果不适当，它不给你收敛哦，适当了，那就收敛很快呀），那有人问，我算稳态，还要初值干嘛。当然要喽，你的材料兴许和初值有关呢，所以不能什么都设置成0，否则程序扔给你一个除零错哦，做人嘛，最重要的就是开（shou）心（lian）喽。边界条件，要选对呀，要选对呀！选不对，发散呀。你算一个超音速就不要给出口压力呀，不需要的呀，所以你给压力就不收敛啊。很多边界条件都一个意思啊，看方程啊；如果不知道用什么边界条件，那就自己尝试喽，要么就得去看文献总结啊。否则就得看数值方法啦！ 网格划分：网格这种东西，调多了会上瘾啊。直接用物理场设置可以满足大部分情况啊，你自己设置的还不如物理场设置呢。多看案例多总结网格设置。哪种网格合适，精度好，只有你自己慢慢琢磨了！另外，算出来的结果不要怀疑对不对，你需要怀疑的是，材料属性对不对，边界条件对不对。给条件，出结果，这是因果关系啊，结果对不对不是人家软件的事情，而是你的设置是否满足要求！ 更多技巧传送门：www.icomsol.cn/home.php?mod=space&uid=137 二.求解器 一句话，默认求解器足够了。如果你算瞬态，没算动，那就把初始时间步长缩小。你设置的时间步长不是人家计算用的时间步长啊，看准，看准！ 直接求解器方便又好用啊，全耦合求解器省事又省力啊，什么？全耦合直接算不出来？那就分离步分开算嘛！什么？分离了报错？求解变量的前后顺序搞混了嘛！什么？分离步丢失变量，那就给人家加进去嘛。什么？定常牛顿发散？那就用自动牛顿嘛！什么？达到最大牛顿迭代次数，那就把次数加大！什么？是稳态求解的时候达到最大牛顿迭代次数，那收敛曲线下降吗？下降，那就继续加到迭代次数！什么？收敛曲线振荡？那回头重设边界条件吧！ 不要截图问，错了怎么回事儿！那是能猜出来的吗？程序千差万别，报错提示就一条，原因千差万别啊。你不自己好好练级，最后只能躲在角落痛哭流涕，打团都不带你哦！（调错能力非常重要，但只能自己苦练！） 三.后处理 画图的技巧，只能通过案例不断摸索，案例就是样板，多动手。 如果变量未定义，说明你选错了数据集，或者选错了绘图组。人家只能画全局，你偏要画二维嘛。 学案例，对于不懂的设置，可以自己动手修改，再计算，查看区别！ 快速入门攻略 哈哈， 哪有什么攻略，不存在的！ 六字真言：多动手，勤思考！ --------------------------------------- 任务！ 观看本贴！ 金币0，经验值1000000 提交任务，恭喜你直升10级！ --------------------------------------- 注：文中的“你”并非指某个人！而是结合本人自身经历虚拟出的萌新！如有雷同，纯属巧合哦！:d 欢迎订阅微信公众号:comsol等离子体模拟，学习交流comsol使用经验，等离子体仿真等相关内容。 [ last edited by bfamq on 2018-8-9 at 09:45 ] 关注公众号：comsol等离子体模拟，了解更多经验技巧哦！ [ Last edited by bfamq on 2018-12-6 at 11:24 ] |
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