نحوه ایجاد یک پایگاه داده مواد از داده های صفحه گسترده

مدل سازی در COMSOL Multiphysics شامل وظایف زیادی است، مانند انتخاب فیزیک مناسب، تعریف هندسه، و تنظیم شرایط مرزی و تنظیمات دامنه. علاوه بر این، خواص مواد باید برای مواد موجود در مدل تعریف شود. چنین داده‌های مادی ممکن است از کتابخانه مواد آمده باشند، اما اغلب باید به‌صورت تجربی یا از ادبیات به‌دست آیند و به COMSOL Multiphysics وارد شوند.

استفاده از صفحات گسترده برای مدیریت و ذخیره داده ها

ما اغلب از صفحات گسترده برای ذخیره داده های عددی منشاء گرفته از منابع مختلف استفاده می کنیم. از آنجایی که ابزارهای صفحه گسترده، مانند Excel®، توسط اکثر افراد در یک سازمان استفاده می شود، داده ها را می توان جمع آوری، ذخیره و بین افراد و بخش ها بدون توجه ویژه به برنامه هایی که باید برای پردازش و استفاده از آن استفاده کرد، جمع آوری کرد. داده‌ها ممکن است در اصل از منابع آنلاین، پایگاه‌های داده داخلی یا خارجی که از فرمت‌های فایل دیگر وارد شده‌اند، به‌دست‌آمده باشند، یا به سادگی در هنگام اندازه‌گیری، مستقیماً در صفحه گسترده وارد شده باشند.

صفحات گسترده برای مدیریت داده ها عالی هستند، زیرا می توانید به راحتی آنها را مرتب و فیلتر کنید. همچنین می توانید قبل از استفاده از داده ها در مدل های خود، داده ها را با تجسم گرافیکی آنها تأیید کنید. در حالی که صفحه‌گسترده‌ها بیشتر به سمت مدیریت انواع منابع داده طراحی شده‌اند، COMSOL Multiphysics® به شما امکان می‌دهد داده‌های مواد را مستقیماً در مدل‌های خود یا در کتابخانه‌های مواد ایجاد شده توسط کاربر وارد کنید که می‌تواند توسط بسیاری از مدل‌ها استفاده شود.

LiveLink™ برای Excel®

هنگامی که LiveLink™ را برای Excel® معرفی کردیم ، امکان همکاری بین تیم‌ها و بخش‌ها را باز کردیم. اکنون، داده‌های مدل خود یا همکارتان را می‌توان بلافاصله در Excel® ویرایش کرد و این ویرایش‌ها را می‌توان به سادگی با فشار دادن یک دکمه به COMSOL Multiphysics بازگرداند.

LiveLink™ for Excel® همچنین دارای چند ویژگی برای صادرات داده های صفحه گسترده به فایل های داده مواد نرم افزار COMSOL است که می تواند مستقیماً برای مدل سازی بعدی استفاده شود. داده‌های مواد حتی می‌توانند به مقادیر میدانی مانند فشار و دما بستگی داشته باشند.

صادرات داده ها

همانطور که قبلا ذکر شد، داده‌ها می‌توانند از منابع زیادی تهیه شوند. در اینجا من نمونه ای را با استفاده از برخی داده های ویکی پدیا نشان می دهم. این از جدولی است که حاوی مقادیری برای چگالی آب برای دماهای مختلف است که به ترتیب نزولی فهرست شده است.
خواص مواد برای چگالی آب مایع
ما داده‌ها را مستقیماً در Excel® کپی و جای‌گذاری می‌کنیم و برای صادر کردن در فایل پایگاه داده مواد COMSOL آماده است.
صادرات خواص مواد به یک پایگاه داده مواد COMSOL
با اجازه مایکروسافت استفاده شده است.

حال باید مشخص کنیم که متغیر فیلد (دما) و خاصیت (دانسیته) کجا در صفحه گسترده تعریف شده اند و همچنین واحدهای آنها چیست. در COMSOL Multiphysics، می‌توانید داده‌های خود را تقریباً در هر ترکیبی از واحدها تعریف کنید، اما مهم است که هنگام وارد کردن داده‌ها، مشخص کنید که از کدام واحدها استفاده می‌کنید. این کار را ابتدا با کلیک بر روی دکمه تنظیمات انجام می دهید.

دکمه تنظیمات

یک کادر محاوره ای بزرگ باز می شود که برای تعریف محدوده داده ها برای ورودی ها استفاده می شود. همانطور که در زیر مشاهده می کنید، متغیر فیلد و ویژگی های متریال در دو تب مختلف در کادر محاوره ای تعریف شده اند.

برگه Field Dependent Data در پنجره تنظیمات.

تب Material Properties در پنجره تنظیمات.

در نهایت، ما آماده هستیم تا داده ها را صادر کنیم و روی “OK” کلیک کنید. ما داده‌ها را با کلیک کردن روی دکمه‌های «جدید» یا «افزودن» صادر می‌کنیم، جایی که می‌توانیم یک نام فایل برای کتابخانه مواد ارائه کنیم. دفعه بعد که COMSOL Multiphysics را راه‌اندازی می‌کنیم و مرورگر Material را باز می‌کنیم، کتابخانه جدید را در لیست Material Libraries آماده برای استفاده خواهیم دید.

برازش عبارات به داده ها

هنگامی که داده ها را با استفاده از روش نشان داده شده در بالا وارد می کنید، داده ها به طور خودکار توسط COMSOL Multiphysics هنگام حل مدل درون یابی می شوند. زمانی که داده ها بسیار متفاوت هستند و نمی توان یک عبارت تحلیلی را به داده ها برازش داد، این امر حیاتی است.

در مرحله بعد، یک مثال ساده با استفاده از رسانایی حرارتی وابستگی مس به دما، با استفاده از داده های این منبع به شما نشان می دهم . از آنجایی که تنها مقدار کمی داده وجود دارد، ساده ترین راه برای وارد کردن مقادیر مس، نوشتن آنها در صفحه گسترده است. سپس داده‌ها را به صورت نمودار پراکنده رسم می‌کنم، که به من اجازه می‌دهد چند جمله‌ای مرتبه دوم را به داده‌ها برسانم. از آنجایی که تنها سه نقطه داده وجود دارد، من به تناسب کاملی دست پیدا می کنم که در محدوده داده داده شده معقول به نظر می رسد. با این حال، برون یابی خارج از محدوده می تواند بسیار خطرناک باشد.
نمودار رسانایی حرارتی آب در اکسل
با اجازه مایکروسافت استفاده شده است.

چند جمله ای برازش شده زیر را می توان مستقیماً از داخل COMSOL Multiphysics استفاده کرد:

جایی کههدایت حرارتی مس است ودما بر حسب سانتیگراد است. ساده ترین راه برای استفاده از این عبارت در COMSOL Multiphysics این است که چند عبارت برای این دو متغیر تعریف کنیم.
تعریف عبارات در COMSOL Multiphysics
سپس COMSOL Multiphysics به طور خودکار این عبارات را تفسیر می کند و به طور نمادین مشتقاتی را که ممکن است در طول فرآیند حل مورد نیاز باشد محاسبه می کند. ایده امکان وارد کردن عبارات در هر جایی که بتوان تنظیماتی را در رابط کاربری COMSOL تعریف کرد، مهم است زیرا به شما امکان می‌دهد مدل‌های داخلی و داده‌های پارامتر را بدون نیاز به نوشتن کتابخانه‌های خارجی سفارشی کنید.