Návrhy elektromagnetických součástek stek a zařízen zení Zuzana Záhorová zuzanaz@humusoft.cz Karel Bittner bittner@humusoft.cz www.humusoft.cz www.comsol comsol.com tel.: 284 011 730 fax: 284 011 740
Program semináře 9:00 9:30 registrace 9:30 10:30 COMSOL Multiphysics, 1. část 10:30 10:50 přestávka 10:50 11:50 COMSOL Multiphysics, 2. část 11:50 závěr, diskuze, dotazy 2
Firma založena v r. 1990, sídlo v Praze Produkty a služby v oblasti technických výpočtů, řídicí techniky, simulace dynamických systémů a podnikových procesů MATLAB, Simulink, Stateflow Inženýrské výpočty, simulace dynamických systémů 3 The MathWorks, Inc. COMSOL Multiphysics Otevřený systém pro multifyzikální analýzu (metoda konečných prvků) Comsol AB WITNESS Interaktivní simulace a optimalizace podnikových procesů Lanner Group, Ltd. dspace - vývojové systémy dspace GmbH. Vývoj vlastního software & hardware Virtual Reality Toolbox, Real-Time Toolbox, Real-Time Windows Target Měřicí karty Modely pro výuku teorie řízení Paralelní pracovní stanice HeavyHorse Multiprocesorové stanice pro High-Performance Computing
COMSOL Multiphysics Modelování fyzikálních jevů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi s následným řešením metodou konečných prvků Equation Based Modelling základem je knihovna rovnic popisujících vybrané úlohy 4
COMSOL Multiphysics v. 4 5
Oblasti využití 6
Pracovní postup Tvorba nebo import geometrie Síťování Řešení a vizualizace 7
Elektromagnetismus aplikační oblasti AC/DC RF Elektromechanické součástky a zařízení Cívky Motory a generátory Kabely Permanentní magnety a elektromagnety Kapacitory, induktory, resistory RF a mikrovlnné součástky Antény Vlnovody a elektrická vedení Filtry Mikrovlnné ohřívače Optika a fotonová fyzika Optická vlákna Fotonové krystaly Obecné simulace elektromagnetického pole 8
Rozhraní pro AC/DC Formulace v napětí Elektrostatika Elektrický proud Elektrický proud ve vodivých vrstvách (shell) Formulace v magnetickém m potenciálu Magnetické pole Magnetické pole bez proudu Rotační stroje, pouze ve 2D Smíš íšené formulace Magnetické a elektrické pole Elektrické obvody Multifyzikáln lní aplikace Indukční zahřívání (Heat Transfer Module) 9
Rozhraní pro RF Modelování vysokých frekvencí úloha závisí na velikosti zařízení Elektromagnetické vlnění Elektromagnetické vlnění Nestacionární elektromagnetické vlnění Elektrické obvody Multifyzikáln lní aplikace Mikrovlnné zahřívání (Heat Transfer Module) Mikrovlnné plasma (Plasma Module) Elektrická velikost: d/λ d... nevětší vzdálenost mezi 2 body v zařízení 10
Nekonečné elementy, PML, far field Nekonečné elementy (AC/DC Module) Modelování neohraničených domén Mapované lokální souřadnice Perfectly Matched Layers (RF Module) Dodatečná doména absorbující vlnění s minimalizací odrazů Vs. okrajové podmínky scattering boundary condition, port boundary condition Pokud nejsme schopni popsat tvar odcházející vlny PML Far Field (RF Module) Výpočet vzdáleného elektromagnetického pole na základě vypočteného blízkého pole 11
Příklad Hledání lodi radarem (RCS) Interakce mezi lodí a vlnovým polem, které vysílá vzdálený radar Detekce lodi: výpočet odchylky v elektromagnetickém poli radaru způsobené přítomností lodi Využití PML ( Perfectly Matched Layers ) minimalizování nefyzikálních odrazů rozptýlených vln Parametrický řešič úhel elektromagnetického pole Výsledky simulace Zobrazení odraženého i celkového elektrického pole Výpočet far-field výsledné pole úhel dopadu 30 odchylka 12
Příklad Tavicí kelímek plochy symetrie Výroba slitin Harmonický proud v cívce indukuje proud na hraně kelímku Operační frekvence 10 khz Využití magnetického potenciálu Geometrie Využití symetrií Výsledky simulace Zobrazení elektrického proudu Zobrazení magnetické indukce velikost a směr proudu 13
Příklad Vlnovod Výpočet elektromagnetického pole a charakteristiky přenosu pro vlnovod s 90 ohybem a daným poloměrem TE vlny, chceme zabránit ztrátám signálu Materiál: uvnitř vlnovodu vzduch, ohyb je vytvořen z křemenného skla, stěny jsou uvažovány jako perfektní vodič Výsledky simulace Elektromagnetické vlnění pro různé frekvence 14 Výpočet S-parametrů a jejich export do formátu Touchstone norma a z-tová složka elektrického pole
Další zdroje informací Školení firma HUMUSOFT pořádá dvoudenní školení programu COMSOL Multiphysics zhruba 1x za 2 měsíce, termíny jsou vyhlašovány 3 týdny předem www.humusoft.cz/skoleni Semináře tematické semináře pořádané v různých městech v České Republice a na Slovensku, účast zdarma http://www.humusoft.cz/kalendar/seminare Workshopy praktické seznámení se s programem na PC pod vedením lektora workshopy mají zaměření na různé profesní oblasti a jsou zdarma http://www.humusoft.cz/kalendar/workshop WWW semináře (webinars) bezplatné on-line semináře probíhající na internetu v reálném čase v daný den a hodinu v angličtině (COMSOL) přehled připravovaných a archiv uskutečněných www seminářů www.comsol.com/events/webinars, http://www.humusoft.cz/wwwseminare 15 www.humusoft.cz
Nabídka konzultačních služeb Firma HUMUSOFT nabízí pomoc při řešení Vašich projektů v programu COMSOL Multiphysics formou Konzultačních služeb Modelování úloh z oblasti FEM analýzy Zpracování projektů 16
COMSOL Multiphysics Výpočty na počítačových clusterech malé úlohy (parametrický sweep) > jedna úloha jeden node velké úlohy (distributed parallel solver) > jedna úloha více node Jaké druhy clusteru COMSOL podporuje Windows HPC Server 2008 Windows Compute Cluster Server 2003, Service Pack 1 Red Heat Enterprise Linux 5, v clusteru stejné verze a podobný HW COMSOL nepodporuje clustery založené na grafických kartách (CUDA) 17
Typy licencí COMSOL Multiphysics jednouživatelské vázané na PC (CPU) technická podpora pro uživatele pracujícího na tomto PC jednouživatelské vázané na uživatele (NSL) technická podpora pro konkrétního uživatele síťové (FNL) možnost práce client/server využití vzdáleného přístupu využití na clusterech Všechny licence vázané na host ID počítače 18 Zkušebn ební verze Plnohodnotná verze COMSOL Multiphysics Časově omezena maximáln lně na 30 dní V případp padě zájmu nás n s kontaktujte info@humusoft. humusoft.cz
COMSOL Multiphysics Požadavky na HW Windows 2000, Windows XP, Windows XP Professional x64 Edition, Windows Vista (32 a 64 bit), Windows 7, Windows HPC Server 2008, Windows Server 2008, Windows 2003 Compute Cluster Server a Service Pack 1, Windows 2003 Server x64 Edition, Windows 2003 Server x64 Edition Pentium III nebo novější (AMD Opteron, AMD Athlon 64, Pentium 4 s EM64T, nebo Xeon s EM64T) OpenGL 1.1 Microsoft nebo akcelerátor podporující OpenGL 1.1, nebo Direct X verze 8.0 nebo pozdější. Grafická karta min. 32 MB paměti Pro práci s MATLABem verze 2006a/b, 2007a/b, 2008b/2009a, 2009b minimální doporučená RAM 1 GB, 1-4 GB volného místa na disku UNIX Solaris 8,9,10 (UltraSPARC II nebo pozdější) Linux (AMD Opteron, AMD Athlon 64, EM64T, Itanium 2) 32-bit: Debian 3.0, 3.1, RedHat Enterprise 4/5, Fedora Core 8, SUSE 10.3 64-bit: SUSE 9.0, 9.3 10.3, RedHat Enterprise 4/5 (AMD64/Intel EM64T), Fedora Core 8 MAC, PowerPC G4 nebo PowerPC G5, Intel processor www.comsol.eu/products/requirements/ 19
Humusoft HeavyHorse Procesory AMD Opteron 2x až 4x procesor, 4-12 jader 8-64 GB RAM Grafická karta nvidia s podporou GPU výpočtů Pevný disk 500 GB nebo 1000 GB Optická mechanika DVD±RW Operační systém podle přání Microsoft Windows 64-bit: XP, Vista, 7, Server Linux 64-bit: OpenSUSE, Ubuntu Možnost předinstalace aplikací MATLAB MATLAB Distributed Computing Server COMSOL Multiphysics 20
Děkujeme za pozornost 21