comsol-声学

COMSOL多物理场仿真软件以高效的计算性能和杰出的多场耦合分析能力实现了精确的数值仿真，已被广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，为工程界和科学界解决了复杂的多物理场建模问题。COMSOL内嵌的声学模块可以方便地进行多孔声学和粘热声学的模拟仿真。软件数值计算得到的云图，可以将声压、速度、声强以及声能耗散等结果可视化，十分有利于学生对声学的学习和理解。将COMSOL仿真引入实验当中，通过软件的可视化处理有效直观的展示复杂物理场和集合模型仿真的流程，与实验数据结合，使得文章内容具有说服力、预见性和新颖性。

1、基础入门阶段采用Step by step的教学方式带着做具体的案例，在案例中学习COMSOL应用必备技能，帮助学员快速掌握COMSOL的仿真框架，建立正确的仿真思路。

2、 通过分模块详解：掌握各种边界条件和域条件的设置方法和技巧，区分每个边界条件或域条件应该在什么场景中应用；掌握网格划分标准及优化技巧，深入探索从模拟中获得的结果，对单声换能器、吸收式消音器、声表面波传感器、声学超材料、声子晶体等的设计进行优化。

3、通过声学、固体力学、流体流动、粒子追踪等模块进行复杂物理场的建立或者集合模型的建立，对声学微流体泵、声泳力打印喷嘴、单声换能器、微流控中声辐射力场和声流场分析等进行仿真。

4、整个课程通过多个场景案例的应用讲解，了解借助 COMSOL在理想或多物理场环境下分析、评估、预测医学、机械和通信等行业中涉及的器件的性能的方法，使设计满足当前和未来发展。

“ COMSOL 多场耦合仿真技术与应用”声学专题

案列应用实操教学：
案例一 二维声子晶体能带结构计算和Dirac特性分析

案例二 三维弹性波声子晶体能带结构和传输谱计算

案例三 Comsol 结合Matlab求解声学超材料等效参数

案例四 声学超材料声隐身、声隧穿、声强反射仿真

案例五 声学超材料负折射特性及三维能带仿真计算

案例六声学角动量和声学谷态及应用分析

案例七 考虑热黏性损失的声学结构传输特性分析

案例八 振动与噪声控制功能结构一体化设计

案例九 拓扑体能带计算和拓扑边缘态分析

案例十 声学高阶拓扑角态应用案例

案例十一 声泳力打印喷嘴谐振结构本征模式仿真分析

案例十二 声悬浮技术和声镊操控应用案例

案例十三 基于拓扑绝缘体的微粒分离仿真分析

案例十四 微流控中声辐射力场和声流场分析

案例十五 声学微流体泵应用案例

案例十六 声表面波传感器本征模式仿真分析

案例十七 声微流控细胞排列和分离仿真

案例十八 基于声阱的微流控仿真应用案例

案例十九 吸收式消音器和声滤波器案例分析

案例二十超声无损检测及结构健康监测仿真

其他案例 学员感兴趣的其他案例

软件操作系统教学：
COMSOL软件入门

初识COMSOL仿真——以多个具体的案例建立COMSOL仿真框架，建立COMSOL仿真思路，熟悉软件的使用方法

1、COMSOL软件基本操作

 参数，变量，探针，参数化扫描等设置方法

 基本函数设置方法，如插值函数、解析函数、分段函数等

 特殊函数的设置方法，如积分、求极值、求平均值等

 几何建模基础及网格划分技巧

2、前处理和后处理的技巧讲解

 特殊变量的定义，参数化求解、设置等

 如何利用软件的绘图功能绘制不同类型的数据图和动画

 派生值计算、数据和动画导出

 不同类型求解器的使用场景和方法

COMSOL软件进阶

3、COMSOL中声学模块仿真基础

 COMSOL中求解声场的步骤

 声学模块的应用领域

 声学模块与其他物理场耦合案例（包含结构力学和层流等）

4、声学模块内置控制方程解析

 压力声学方程在COMSOL中的求解形式

 研究模块中求解变量的初始值、不求解的变量值等

 深入探索从模拟中获得的结果，联合MATLAB求解其他声学参数

5、边界条件和域条件的使用方法

 硬声场边界的作用和使用场景

 阻抗边界条件、匹配边界条件、周期性边界条件的作用

 求解域条件：完美匹配层的理论基础和使用场景、 PML网格划分标准

 声学与其他物理场耦合边界条件设置

6、波源设置

 散射边界和端口边界的使用方法和技巧

 频域计算、时域计算（瞬态分析）

 点源,如单级点源、偶极点源和四极点源的使用方法

7、材料和网格设置

 计算模拟中各向同性,各向异性等材料的设置

 特殊本构关系材料的计算模拟

 精确声场的网格划分要求及操作设置

8、COMSOL 接口功能及优化模块简介

 COMSOL 导入模块简介

 COMSOL WITH EXCEL 简介及案例应用

 COMSOL WITH MATLAB 简介及案例应用

 COMSOL 结构拓扑优化设计案例应用