کتاب آموزش نرم افزار کامسول مولتی فیزیک

کتاب آموزش نرم افزار کامسول مولتی فیزیک به قلم شهریار ملکی، روش المان محدود یا Finite Element Method را که مبنای حل مسأله در این نرم‌افزار است را تشریح کرده و سپس به معرفی جامع و گام به گام نرم‌افزار COMSOL Multiphysics پرداخته است.

هدف از تدوین کتاب حاضر آشنایی با نرم‌افزار قدرتمند COMSOL Multiphysics، برای دانشجویان، اساتید و پژوهشگران شاخه‌های مختلف فیزیک (فیزیک پزشکی، نانو فیزیک، هسته ای، حالت جامد، نظری، اتمی مولکولی شامل لیزر، پلاسما، فوتونیک و...)، شیمی، مهندسی الکترونیک، الکتروتکنیک، مواد، مکانیک، عمران، پلیمر و سایر رشته‌های مرتبط است.

همانطور که از نام این نرم‌افزار بر می‌آید، "مولتی فیزیک" بوده و به جرأت می‌توان گفت، تمام شاخه‌های فیزیک و پدیده‌های مربوطه را پوشش می‌دهد؛ از جمله شبیه‌سازی میدان‌های الکترومغناطیسی، انتقال دما در جامدات و سیالات، ترابرد ذرات باردار و کاربرد آن در پروتون تراپی، هایپرترمی، براکی تراپی و غیره.

همچنین امکان حل همزمان چندین معادله دیفرانسیل در یک مسأله توسط این نرم‌افزار وجود دارد، برای شبیه‌سازی ویژگی‌های فیزیکی مواد نوظهور نظیر نانوسیالات، نانوکامپوزیت‌ها و سایر موارد، با قطعیت می‌توان از این نرم‌افزار بهره‌گیری نمود. بسیاری از تکنیک‌های حل مسأله در قالب مثال‌های موجود در کتاب آموزش نرم‌افزار کامسول مولتی فیزیک (Tutorial on comsol multiphysics software) بیان شده‌اند.

در بخشی از کتاب آموزش نرم افزار کامسول مولتی فیزیک می‌خوانیم:

مطالعه وابسته به زمان (Time Dependent) هنگامی کاربرد دارد که متغیرهای میدانی در طول زمان تغییر می‌کنند؛ به عنوان مثال در الکترومغناطیس برای محاسبه میدان‌های الکترومغناطیسی گذرا، از جمله انتشار موج الکترومغناطیسی در طول زمان استفاده می‌شود.

در انتقال حرارت، به منظور محاسبه تغییرات دما در طول زمان، در مکانیک جامدات، برای محاسبه تغییر شکل وابسته به زمان و حرکت جامدات، در آکوستیک، برای محاسبه انتشار وابسته به زمان امواج فشاری، در شارش سیالات، به منظور محاسبه میدان‌های فشاری و شارش غیر پایا، در ترابرد نمونه‌های شیمیایی، برای محاسبه ترکیب شیمیایی در طول زمان و در واکنش‌های شیمیایی، به منظور محاسبه سینتیک واکنش و ترکیب شیمیایی یک سیستم واکنش دهنده بهره گیری می‌شود.

مطالعه وابسته به ناحیه فرکانسی (Frequency Domain) برای محاسبه پاسخ یک مدل خطی یا خطی شده تحت تحریک هارمونیک در یک یا چند فرکانس استفاده می‌شود. به عنوان مثال در مکانیک جامدات، به منظور محاسبه پاسخ فرکانسی یک ساختار مکانیکی با توجه به توزیع بار و فرکانس استفاده می‌شود. برای فرمولاسیون‌های شبه ایستا در الکترومغناطیس، برای مثال، برای محاسبه امپدانس بر حسب فرکانس مورد استفاده واقع می‌شود. در آکوستیک و انتشار موج الکترومغناطیسی، از آن برای محاسبه عبور (T) و بازتاب (R) بر حسب فرکانس استفاده می‌شود.