Задание глобальных постоянных, выражений, функций и уравнений
Как отмечалось в подразделе Дифференциальные уравнения в частных производных (PDE), параметры eaij, da ij, fi, Γik и т.д. могут быть некоторыми функциями координат, времени, искомых функций, первых и вторых производных от искомых функций и интегралами от них. В расчетных уравнениях могут присутствовать различные постоянные, значения которых могут различаться для разных частей системы. В пакете COMSOL Multiphysics существует мощный инструментарий для работы с этими объектами. Большинство этих команд можно вызвать с помощью пункта Global Definitions в Model Builder (рис. 20).
Рис. 20. Меню создания глобальных объектов
Рекомендуется все применяемые в системе постоянные вынести в соответствующий раздел этого пункта, а во всех формулах задавать только буквенное обозначение. Тогда в случае необходимости можно будет поменять одну цифру, а не искать по всему меню. Список всех часто употребляемых постоянных можно сохранить в отдельный файл и переносить из модели в модель. Отметим, что к каждой переменной можно написать примечание, при работе нескольких человек с одной моделью это является актуальным достоинством. Аналогичным образом можно поступить с выражениями, скалярными выражениями и т.д. Можно задать зависимость физического параметра от времени t, координат x, y, z, или от любых других вычисляемых параметров. Также существует возможность с помощью связанных переменных задавать очень сложные зависимости между частями системы (например, связать граничные условия с интегралом по объему).
Задание часто используемых в модели функций может значительно упростить процедуру моделирования, причем сделать это можно с помощью массивов параметров и массивов значений функций, а по ним построить интерполяционную функцию, или задать метод интерполяции и импортировать данные из внешнего файла. Библиотека материалов (Material Browser) позволяет задать любые физические свойства веществ, и даже их зависимость от параметров (например, температуры и давления).
39Типы полевых переменных
Существуют следующие типы полевых переменных:
Переменные функций формы
Сглаживаемые переменные, связанные с границами
Переменные уравнения
Переменные уравнения, связанные с границами
Переменные прикладного режима
Переменные, задаваемые выражениями
Переменные связи
Переменные функций формы и сглаживаемые переменные, связанные с границами ин-терполируются функциями формы конечных элементов по узловому распределению зависи-мых переменных. Функция формы - полиномиальная функция, использованная в конечном элементе чтобы аппроксимировать решение. Переменные функций формы связаны со степе-нями свободы, определенными конечными элементами. Как правило, переменные функций формы - зависимые переменные вместе с их пространственными производными первого и второго порядка. Для получения большей информации о функциях формы и переменных функций формы см. раздел "Переменные" в Справочном руководстве.
Переменные уравнения и переменные уравнения, связанные с границами, доступны для использования в коэффициентной и генеральной форме, но недоступны в ослабленной про-екционной формулировке. Эти переменные - обозначения некоторых термов в PDE и гра-ничных условиях в коэффициентной и генеральной форме. Некоторые из них могут в явном виде использоваться в постпроцессорной обработке решения задачи. См. также раздел "Пе-ременные" в Справочном руководстве.
Переменные прикладного режима представляют собой переменные, определённые вы-ражениями, содержащими комбинации математических операций с переменными функций формы и переменными уравнения. Для каждого прикладного режима существует свой набор таких предопределённых переменных.
Переменные, задаваемые выражениями - это переменные, определяемые пользователем с помощью абстрактных выражений отдельно для каждой геометрии, каждой зоны или каж-дойподобласти пониженной размерности. Такие переменные могут использоваться для оп-ределения, например, нелинейных материальных свойств. Эти переменные также в явном виде доступны в режиме визуализации и постпроцессорной обработки.
Переменные связи - определяемые пользователем переменные для нелокальных связей (т.е. для связей между разными геометриями в мультигеометрических моделях). Для получе-ния большей информации о переменных связи, см. раздел "Расширеннаямультифизика" Ру-ководства пользователя.