有限元基础与COMSOL案例分析

这是一个关于有限元基础与COMSOL案例分析的思维导图，根据官方资料整理绘制而成。梳理了有限元方法的基本原理、建模步骤，并通过精选的COMSOL应用案。

有限元基础与COMSOL案例分析

• 第 1章 有限元理论基础 1
  • 1.1 弹性力学与有限元 1
    • 1.1.1 弹性力学中的基本概念 1
    • 1.1.2 弹性力学的基本方程 4
    • 1.1.3 平面问题的基本理论 7
    • 1.1.4 弹性力学中的能量原理 9
    • 1.1.5 弹性力学有限元法 10
    • 1.1.6 平面问题的单元构造 15
    • 1.1.7 动力学分析简介 25
    • 1.1.8 有限元分析中的若干问题 26
    • 1.1.9 减小解题规模的常用措施 28
  • 1.2 流体力学基础 30
  • 1.3 CFD基本模型 34
    • 1.3.1 基本控制方程 35
    • 1.3.2 湍流模型 36
    • 1.3.3 流动的初始条件和边界条件 38
  • 1.4 多相流 39
    • 1.4.1 多相流模型的分类 39
    • 1.4.2 分离多相流模型 40
    • 1.4.3 分散多相流模型 41
    • 1.4.4 水平集法 43
    • 1.4.5 相场法 44
    • 1.4.6 混合物模型 45
    • 1.4.7 欧拉-欧拉模型 46
    • 1.4.8 气泡流模型 47
    • 1.4.9 移动网格模型 48
  • 1.5 其他物理场分析模型 49
    • 1.5.1 传热模型 49
    • 1.5.2 电磁场 50
    • 1.5.3 多孔介质 52
    • 1.5.4 声学 53
    • 1.5.5 化学工程 53
    • 1.5.6 电化学 54
  • 练习题 55
• 第 2章 COMSOL基本操作 56
  • 2.1 COMSOL主界面 56
  • 2.2 COMSOL建模流程 60
    • 2.2.1 常规建模流程 60
    • 2.2.2 建模案例 61
  • 2.3 内置的常数、变量与函数 66
  • 2.4 自定义参数、变量、函数和材料 69
  • 2.5 COMSOL自定义参量的常见错误 72
  • 2.6 COMSOL错误处理的技巧 73
  • 练习题 75
• 第3章 COMSOL的网格划分 76
  • 3.1 网格设置 76
    • 3.1.1 常用的网格 76
    • 3.1.2 添加网格的方法 78
    • 3.1.3 网格的删除、禁用和启用 78
    • 3.1.4 网格的自动划分 79
    • 3.1.5 网格的尺寸设置 80
    • 3.1.6 映射网格 83
    • 3.1.7 扫掠网格 85
    • 3.1.8 边界层网格 87
    • 3.1.9 复制网格 90
  • 3.2 不同定型几何的网格 90
    • 3.2.1 形成联合体 91
    • 3.2.2 形成装配体 91
  • 3.3 网格检查 91
    • 3.3.1 网格的警告和错误提示 92
    • 3.3.2 网格的统计信息 93
  • 3.4 网格导入和导出 94
  • 3.5 网格划分实例 95
    • 3.5.1 球阀二维网格划分 95
    • 3.5.2 U形管三维网格划分 98
  • 练习题 100
• 第4章 结构力学分析 101
  • 4.1 结构静力学分析 101
    • 4.1.1 问题描述 101
    • 4.1.2 具体计算 101
  • 4.2 模态分析 111
    • 4.2.1 问题描述 111
    • 4.2.2 具体计算 112
  • 4.3 谐响应分析 116
    • 4.3.1 问题描述 116
    • 4.3.2 具体计算 117
  • 4.4 瞬态动力学分析 123
    • 4.4.1 问题描述 123
    • 4.4.2 具体计算 123
  • 4.5 屈曲分析 146
    • 4.5.1 问题描述 146
    • 4.5.2 具体计算 146
  • 4.6 声场分析 153
    • 4.6.1 问题描述 153
    • 4.6.2 具体计算 154
  • 4.7 MEMS分析 164
    • 4.7.1 问题描述 164
    • 4.7.2 具体计算 164
  • 练习题 177
• 第5章 流体力学分析 180
  • 5.1 COMSOL流体模块介绍 180
    • 5.1.1 单相流模块 180
    • 5.1.2 多相流模块 181
    • 5.1.3 多孔介质模块 182
    • 5.1.4 变形网格 183
  • 5.2 单相流动分析 184
    • 5.2.1 卡门涡街分析 184
    • 5.2.2 搅拌中的自由液面分析 191
  • 5.3 多相流动分析 198
    • 5.3.1 十字交叉形通道中微液滴成形分析 198
    • 5.3.2 放射性废树脂颗粒在弯管中的流动分析 206
  • 5.4 多孔介质流动分析 216
  • 练习题 222
• 第6章 电磁学分析 224
  • 6.1 COMSOL求解高频电磁场的物理接口 224
  • 6.2 轴承的感应加热分析 225
  • 6.3 单模光纤传输分析 236
  • 6.4 射频消融、微波烧蚀肿瘤分析 246
  • 练习题 260
• 第7章 电化学分析 262
  • 7.1 COMSOL求解电化学场的物理接口 262
    • 7.1.1 通用接口 262
    • 7.1.2 腐蚀与电镀接口 262
    • 7.1.3 电池接口 263
  • 7.2 母线板腐蚀分析 263
  • 7.3 方管电镀分析 275
  • 7.4 异型孔的电解加工分析 288
  • 7.5 锂离子电池分析 297
  • 练习题 308
• 第8章 耦合分析 311
  • 8.1 COMSOL中的多物理场耦合 311
    • 8.1.1 常见的内置多物理场接口 311
    • 8.1.2 自定义多物理场耦合 312
  • 8.2 基于温差驱动的微混合分析 313
  • 8.3 柔性单向阀流固耦合分析 320
  • 8.4 精密过滤器密封盖的可靠性分析 325
  • 8.5 振动生热分析 332
• 练习题 338
• 参考文献 341