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COMSOL在科研中的应用（之五）.pdf101页
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新 Simulating inspires innovation
“COMSOL Multiphysics创新前线”系列活动之灵感工坊 COMSOL Multiphysics 在科研中的应用 中仿科技 张建伟（Javy Zhang ） 2012年6月 仿
新 Simulating inspires innovation 目录
一、COMSOL介绍
二、背景概述
三、COMSOL Multiphysics 软件简介
四、COMSOL 在科研领域中的应用
五、如何学习COMSOL
六、结束语 仿仿
新新 SimulatingSimulating inspiresinspires innovationinnovation
一、COMSOL介绍 仿
新 Simulating inspires innovation About COMSOL
COMSOL Group
Founded in Stockholm, Sweden, 1986.
Gloabal R&D Center:
USA, Sweden, Finland. 仿仿
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COMSOL in Global 仿仿 真真
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COMSOL in Global 仿仿 真真
新新 SimulatingSimulating inspiresinspires innovationinnovation COMSOL in Global
Royal Institute of
Agilent Technology
Astra Zeneca ?
Chalmers ?
Fiat Michelin ?
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Ford Microsoft ?
University of Tokyo
Honda NASA ?
University of Sheffield ?
HP Philips Institute of ?
University of
IBM Pirelli Technology Cambridge
Intel Procter & ?
University of ?
University of Gamble Oxford Western Cape SAAB ?
TU Eindhoven ?
King Fahd Seagate University of Petroleum & Volvo Minerals 仿仿 真真
新新 SimulatingSimulating inspiresinspires innovationinnovation CnTech
亚太总部：上海
分布：北京、武汉、深圳 仿仿
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comsol培训的仿真实例
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你可能喜欢我应该使用哪一个多相流接口？
2015年 1月 27日
如果您对借助 COMSOL Multiphysics 软件解决多相流问题感兴趣，您或许想知道应该使用哪一个多相流接口。这篇文章将指导您认识六个可用的接口选项，以及什么情况下使用它们。
应用与多相流接口概述
COMSOL Multiphysics 软件的多相流功能涵盖了广泛的应用，其中包括：
连续液体中的离散气泡
流体中有另一种离散的流体液滴
颗粒两相流
流体中有离散的固体颗粒
自由表面流动
被清晰定义的界面分离的非混溶流体
气体通过分布器进入床层，使得固体颗粒悬浮其中
这些应用领域全部包含在六个不同的物理场接口中，究竟哪个物理场接口更适合您的特定应用问题，是需要认真选择的。
屏幕截图为模型树展示的六个接口。
这篇博客文章中，我们将描述这六个物理场接口，让您能更轻松地做出选择。对于其他更为专业的应用领域，例如多孔介质或空化问题中的两相流，我们将在以后的博客文章中讨论。
界面追踪方法 vs 分散方法
这六个多相流模型可以划分成两个主要类别，我们将其称为界面追踪方法和分散方法。
界面追踪方法针对两种不相溶的流体（这两种流体之间有一个明确的界面）进行模拟。通常用于模拟气泡或液滴的形成、晃动的容器、或分离状态的油/水/气混合流体。在下方由飞利浦(R)的流体聚焦技术研究团队制作的示例中，两种不相溶的液体之间会形成弯月型界面被用作光学透镜。
图像来源：飞利浦公司。
器件中的弯月型界面形状可以通过改变施加给导电流体的电压来进行操控，从而可以改变透镜的焦点。这个镜头可被集成在一个微型的变焦相机中。因为对界面的准确位置感兴趣，该团队在他们的数值模型中加入了一个界面追踪方法。
您可以在我们的中找到展示如何重现该模型的教程。
界面追踪方法十分精确，能清晰地显示流场参数（速度、压力和表面张力），然而由于高昂的计算成本，让这一方法并不总是那么实用。因此总体来说，界面追踪方法更适合只追踪几个气泡或液滴的微流体问题。
对大量气泡、液滴或固体粒子的大规模仿真，需要在计算成本更加低廉的方法。提示：分散方法。
第二类方法不会直接追踪两种流体间界面的位置，而是追踪每个相的体积分数，计算负荷因此降低。是一种常见于食品、制药和化学加工产业的设备，我们能利用分散方法为其建模。
在这个示例中，由固体球形粒子构成的分散相被空气流化，并通过垂直立管向上运送。
在这里，追踪每一个固体粒子在计算方面是不可行的。取而代之，我们计算固体粒子的体积分数。分散方法通常用于模拟颗粒两相流、气泡流和混合物。
在这篇博客文章的下几节中，我将探讨并对比一些不同的追踪手段和同类方法。
分散方法包含下列模型：
Euler-Euler 模型
气泡流模型
混合物模型
Euler-Euler 模型
Euler-Euler 模型模拟完全相互穿插且不可压缩的两个连续相的流动。典型的应用是流化床（气体中有固体颗粒）、沉淀（液体中有固体颗粒），或者在液体中运送液滴或气泡。
这个模型需要求解两组 ，每个相对应一组方程，以计算其速度场。分散相的体积分数由一个附加的输运方程来追踪。
Euler-Euler 模型是对之前介绍的流化床这种两相流最适合的方法。模型的正确性基于一个假设，即分散颗粒、气泡或液滴比格点尺寸小得多。
Euler-Euler 模型在三个分散模型中适用性最广，但它的运算成本过于高昂。模型求解两个 Navier-Stokes 方程组，而非一个，本文中介绍的所有其他模型都符合这个情况。气泡流和混合物模型都是 Euler-Euler 模型的简化版，并且是基于附加的假设提出的。
气泡流模型
气泡流模型用于预测带有分散气泡的液体的流动。它的正确性是基于下列假设：
分散气泡比格点的尺寸小得多
相比于液体密度，气体密度可以忽略
气体体积分数不超过 10%
在这个模型中，空气泡被注入到填满水的反应器的底部：
气泡模型求解一组关于流体动量的 Navier-Stokes 方程，一个混合物平均连续性方程及一个关于气相的输运方程。尽管此模型不追踪单个气泡，但同样可得到数量密度的分布（即一单位体积的气泡数量）。这一模型对混合物的化学反应仿真非常有用。
混合物模型
混合物模型用于仿真包含有一个分散相的液体或气体。分散相可以是气泡、液滴或固体颗粒，通常假定它们一直以传播。虽然混合物模型可以用于气泡，但对于液体中的气泡，更推荐使用气泡流模型。
混合物模型求解一组关于流体动量的 Navier-Stokes 方程，一个混合物平均连续性方程和一个关于分散相体积分数的输运方程。像气泡流模型一样，混合物模型也可以得出一个单位体积中气泡、液滴或分散粒子的数量。
混合物模型的正确性基于下列假设：
每个相的密度是恒定的
分散相液滴或颗粒以终端速度传播
模拟置于两个同心圆柱间的浓悬浮液的流动，浓悬浮液中还含有质量较轻的固体颗粒。
颗粒浓度。
分散模型总结
我们将各分散模型总结汇总成表格：
Euler-Euler 模型
气泡流模型
混合物模型
对这些连续相有效：
对这些分散相有效：
气泡（气泡流模型是研究液体中气泡的首选）
分散颗粒、气泡或液滴比格点的尺寸小得多
每个相的密度是恒定的
分散气泡比格点的尺寸小得多
相比于液体密度，气体密度可以忽略
气体的体积分数不超过 10%
分散颗粒或液滴比格点的尺寸小得多
每个相的密度是恒定的
分散相液滴或颗粒以终端速度传播
求解公式（层流）：
2 组 Navier-Stokes 方程
1 个 连续性方程
1 个 输运方程
1 组 Navier-Stokes 方程
1 个 连续性方程
1 个 输运方程
1 组 Navier-Stokes 方程
1 个 连续性方程
1 个 顺方程
可用的湍流模型：
RANS, k-ε
RANS, k-ε
RANS, k-ε
这三个多相流模型需要 。旋转机械问题的混合物模型同样需要。想要了解更多关于所需 COMSOL 产品的详细信息，请参阅我们的。
界面追踪方法
界面追踪方法包括：
水平集方法
两相流移动网格方法
所有这些方法都能精确地追踪两种非混溶流体之间的界面位置。它们可阐释两种流体的密度以及黏度的差别，同时还可表征表面张力和重力造成的效果。
水平集与相场方法
借助水平集和相场方法，可以使用辅助函数或颜色函数在固定网格中追踪界面。
和连续性方程分别求解动量守恒和质量守恒。颜色函数，可以用它来表征界面位置，则通过求解附加的输运公式（水平集方法使用一个附加公式，相场方法使用两个附加的输运公式）来追踪。颜色函数在第一个相中的低值（对于水平集和相场方法分别为 0 和 -1）和第二个相中的高值1之间变化。
界面的扩散和集中则位于颜色函数的中心值区域（对于水平集和相场方法分别为 0.5 和 0）。两相的材料属性（例如密度和黏度）也通过颜色函数来描述。
这张绘图借助水平集或相场方法展示了。颜色函数的高值（红色区域）显示流体相的位置，而低值（蓝色区域）代表气体相。这两相由扩散界面分隔，且没有与固定网格保持一致。
水平集方法可以为两相求解，而相场方法可以为求解。与水平集接口不同的是，相场接口还允许流体-结构的相互作用和。
相场方法有具体的物理意义，该方法的目的是将混合能量（流动的表面能量和本体能量的总和）降低到最低。它比水平集方法包含更多的物理场，而且只要对界面进行适当的网格剖分，其精确度也会更高。另一方面，它的运算成本更高，因为相比于水平集方法只使用一个输运方程，相场方法使用了两个输运方程。相场方法适合于微流体仿真，因为后者的表面形状是极为重要的参数。
相场方法基于物理方面的思考，而水平集方法则从数学的观点发展而来，其表示的颜色函数通过对流项与流体流动相关。水平集方法包含更少的物理场，因此从数值的角度来讲更稳定一些。和相场方法不同，水平集方法包含水平集变量的稳定性。因此，推荐将其用于界面不能被很好地网格剖分，并且界面的平均位置比局部细节更为重要的大比例仿真问题。
移动网格方法
与水平集和相场方法在固定网格中求解所不同，两相流移动网格方法则利用 ALE 方法借助移动网格来追踪界面位置。
我们在这里利用移动网格实现相同的毛细管填充仿真。这一次，界面清晰明显，与流体和气体域之间的边界一致。因为界面位置是由两组网格的边界决定的，所以不需要附加的输运方程。只需要在网格上求解一组 Navier-Stokes 方程。
因为物理界面通常比实际的网格解析度更低，因此利用两相流移动网格技术得到的界面最为精确。这种方法还能够解释沿表面的，而质量传递难以用其他两种界面追踪方法实现。最后，明确的界面也意味着不同的物理场可以在界面任意一侧的域中求解。
移动网格的主要缺点在于网格必须连续变形，这意味着无法求解拓扑变化带来的问题。这会极大地限制它的应用。例如液滴破碎、液体射流从喷射过渡到滴落等问题不能借助移动网格方法建模，而是需要水平集和相场方法。下图仿真借助水平集方法，显示随时间推移喷射破碎成液滴。
液体区域（以黑色表示）。
有关和的仿真教程可从“案例库”和在线“案例下载”中获得。
界面追踪方法的比较
和上面的分散方法模型一样，我把界面追踪方法汇总成一个表格，以便概览：
不支持技术更改
准确展现界面：
求解方程：
1 组 Navier-Stokes 方程
1 个 连续性方程
1 个 输运方程
1 组 Navier-Stokes 方程
1 个 连续性方程
2 个 输运方程
1 组 Navier-Stokes 方程
1 个 连续性方程
无输运方程
ALE 移动网格
可用的湍流模型：
RANS, k-ε
RANS, k-ε
层流需要的 COMSOL 产品：
湍流需要的 COMSOL 产品：
在本篇博客文章中，我们比较了六种不同的两相流方法。COMSOL Multiphysics 仿真软件还可提供其他多相流方法，其中包括多孔介质或中的两相流方法，适用于例如轴颈轴承。这些话题会在将来的博客文章中重点讨论。
如果您有任何关于多相流建模的问题，请尽管。如果您还不是 COMSOL Multiphysics 用户，现在想要学习更多我们的软件，请通过联系我们 — 我们十分乐意与您联系。
飞利浦是荷兰皇家飞利浦公司的注册商标。
编者注：这篇博客文章已于 2016 年 5 月 5 日更新。
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COMSOL 4.3b Release Highlights
Released May 3rd, 2013
COMSOL V4.3b主要更新
新增专业模块
通用功能更新
流体分析功能更新
电学分析功能更新
化学分析功能更新
力学分析功能更新
多体动力学模块
多体动力学模块提供了一系列功能强大的工具，利用有限元法高效完成对复杂结构的力学分析和优化设计工作。作为结构力学模块的附属模块，多体动力学模块用于仿真刚体和柔性体的混合系统，其中的刚体或者柔性体可以发生大范围的滑动或者旋转。
多体动力学模块提供了八种不同的联接形式供用户选择，以描述装配体之间的联接。用户也可以指定滑动或者旋转约束或者锁定关系等，以限制多体之间的相对运动。我们提供的八种联接形式：
棱柱联接（3D，2D）
铰接（3D，2D）
圆柱联接（3D）
螺纹管联接（3D）
平板联接（3D）
球联接（3D）
槽型联接（3D）
简化槽型联接（3D，2D）
直升机旋翼力学仿真，以刚体描述旋转机构，以柔性体描述旋翼板。
多体动力学模块支持瞬态分析、静态分析、频域分析、特征频率分析。软件默认多体系统中全部是柔性体，具有弹性特征。用户用鼠标选择某些装配体并设置为刚体。柔性体的边界也可以设置为刚性联接。如果配合非线性力学模块或者岩土力学模块，用户可以在多体系统的柔性体设置中使用更多非线性材料本构。
用户可以在联接处定义力或者力矩，也可以指定联接的运动情况（随时间变化）。用户还可以在联接处定义带阻尼的扭转弹簧等。用户可以据此完成以下分析或者后处理：
两个部件之间的相对位移或旋转分析
联接力矩和反作用力
局域或者全局坐标系的参考框架
柔性体的应力和变形
与疲劳模块配合完成疲劳分析
波动光学模块
波动光学模块提供了一系列专用工具，用于分析电磁波在非线性或者线性光学介质中的传输，对于精密器件设计该模块非常有用。特别值得一提的是，该模块中使用突破性的束包络法（Beam Envelopes Method）全波求解电磁波的传输。与大家熟知的传统束传播法（BPM）不同，束包络法是对麦克斯韦方程的直接离散，并不含有任何假设或者简化。它将电场整理成一个慢变的振幅包络函数和一个快变的相位函数的乘积，而不采用诸如慢变近似之类的假设。波动光学模块可以精准求解尺寸远大于波长的光学结构中的电磁场分布，而不引入任何假设或者近似，这一点几何光学分析无法实现。波动光学模块除了束包络法之外，也包含传统的全波求解功能，用于精准分析尺寸与波长接近的光学结构中的电磁场。
高斯光束入射到BK-7光学玻璃上的自聚焦仿真。BK-7 是一种常用的非线性玻璃，其折射率的大小与入射光强度相关，光束的中心位置折射率最高，由此便会产生光束自聚焦效应。自聚焦效应在很多重要应用中关系重大，比如高功率激光系统的设计就不得不认真考虑这个问题。左图：放大后的电场分布以及玻璃的折射率分布。右图：仿真的全模型，仿真的传播距离远大于波长。
波动光学模块支持频域分析、特征频率分析、瞬态电磁场分析等分析类型，常用于分析光波（电磁波）在普通光学介质、人工材料（metamaterials）、旋磁材料（gyromagnetic materials）等中的传播。
波动光学模块也提供了诸如端口、散射边界、可处理高阶衍射模式的Floquet周期性边界、S参数计算、空间不均匀的复折射率分布，完美匹配层等常用功能，并提供了一系列先进求解器。借助于此模块，用户可以方便的完成光纤、双向耦合器、光学传感器、表面等离子激元器件、人工材料、激光束传播、非线性光学过程等光子学仿真分析工作。
分子流模块
分子流模块专门用来处理一类低压气体系统的设计和仿真分析工作。在这些系统中，流体不再满足连续介质力学假设，因此不能用常规的CFD方法来分析。随着气体分子的自由程接近甚至超过流体的特征尺寸，分子动力学特性变得非常重要。我们一般使用Kn数（Knudsen number）来描述气体分子自由程和流体特征尺寸的关系，也表征了气体偏离连续介质力学假设的程度。
连续流动（Kn < 0.01）
滑移流动（0.01 < Kn < 0.1）
过渡流（0.1 < Kn < 10）
自由分子流（Kn > 10）
此模型仿真了低压情况下，真空腔中的水分子的吸附和解吸附。水气是随着真空阀门的打开而进入系统的，仿真分析了水气进入后的流动和吸附行为。
分子流模块主要用于处理过渡流动和自由分子流动的情形，而连续流动和滑移流动分析的功能，由微流体模块提供。更一般的连续流动，包括各种湍流和多相流分析的功能由CFD模块提供。
分子流模块中提供了一种求解相当快速而准确的角系数方法来处理自由分子流动。由于Kn数相当大，因此不需要考虑分子间的碰撞，只考虑分子和流体壁的碰撞，这就类似于边界元方法，只有几何的表面需要被离散化。可以预见这样的求解将是非常高效的。对于求解过渡流动，该模块使用的是离散速度法。分子流模块还提供了非等温分子流动以及等温分子流动分析功能，可以支持气体分子影响下的热流通量计算。
分子流模块中的吸附、解吸附以及沉积的功能，可用于描述真空腔的降压过程，或者薄膜生长的过程。后处理可以进行计数密度统计，比如可以沿着一束离子束的轨迹上统计出计数密度。因此分子流模块很适合于诸如质谱仪、半导体处理、卫星技术、粒子加速器等真空或近真空系统的设计和仿真，也适用于如页岩气开采等微纳米尺度流动过程的分析。
半导体模块
半导体模块为用户提供非常友好的界面，从物理层面提供半导体器件的仿真分析功能。带电载流子漂移方程构成了该模块的基础，可以在等温扩散或者非等温扩散情况下求解载流子的漂移和扩散过程。半导体模块提供两种算法供用户选择：匹配了伽辽金最小二乘稳定技术的有限元法，以及匹配了Scharfetter-Gummel upwinding补偿的有限体积法。
MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应管）是目前最常见的一种半导体器件，常见于CPU、存储器等各种集成电路系统。过去几十年这种器件的发展可谓十分迅猛，今天其制程已经可以达到90 nm以下。本模型使用半导体模块分析了MOS管的直流特性。在门电极上施加电压，MOS管就会打开。漏极电压增加，漏极电流也增大直到达到饱和。饱和电流的大小依赖于门电压的高低。本模型包含有一个二重参数扫描分析，给出了不同门电压情况下，不同漏极电压下的漏极电流，这种MOS管的直流电特性分析常被称作漏图样（drain diagram）。
半导体模块中提供了专门的接口来描述半导体材料和绝缘材料，所提供的边界条件涵盖了欧姆接触、肖特基接触、控制门等。除此之外，该模块也提供了增强的静电场分析能力，同时支持SPICE网表导入，从而可以完成场路耦合的系统级仿真分析工作。
随机附带的模型库提供了多个实用的模型，并配有详细的建模指导文档，方便用户快速上手。半导体模块常用于诸如PN结、双极性晶体管、场效应管、砷化镓金属半导体场效应管、晶闸管、肖特基二极管等器件的仿真分析。
电化学模块
利用精准并且高效的仿真技术，电化学模块可以大大增强用户对电化学系统的理解、设计和优化能力，强化工作流程。在比如电解、电镀、电渗析、电化学传感、生物电化学等领域中，电化学模块可以提供有关电化学反应动力学、电流密度分布、物质和离子浓度运移分布等重要参数的仿真分析功能，是电化学相关的科研工作者或者产品工程师最理想的设计优化工具。
电化学模块针对常用的诸如库仑法、电位法、伏安法、安培法、电化学阻抗谱分析法等都提供直观的专用界面。用户可以方便的使用仿真技术，完成一系列参数标定或者数据校核工作，比如交换电流的计算，过电势激活等。
电解过程中很流行采用微电极，可以产生很高的电流密度。仿真时设定一个极短暂的扩散时间段非常有利于精准求解稳态的结果。本模型仿真了一个半径10 um的微电极的伏安法工程分析。电化学模块也提供了一次电流分布、二次电流分布、三次电流分布（Butler-Volmer方程或者Nernst-Planck方程）接口，用于描述一般的电化学系统。与描述表面或者体化学反应的接口，稀溶液或者多孔介质中物质运移的接口、自由以及多孔介质流动分析的接口、电流分析接口以及传热接口联合使用，电化学模块能够覆盖相当大范围的应用情况，只要其中涉及电化学反应，COMSOL就可以很好的处理。比如pH检测、葡萄糖检测、气体传感器设计、氯碱电解、海水淡化、污水处理以及生物组织中电化学反应控制等等。
网格和几何建模
3D几何结构中直接提取2D截面仿真
只需使用工作面来切割3D模型，获得的交界面即可作为一个独立的2D几何进行仿真分析。这特别适合于用户在开始计算一个耗时长久的大3D模型之前，先快速选取几个截面，用2D仿真快速评估一下自己的设计效果。确定几个主要参数的变化趋势，并且对于求解器的调整也可以在2D模型中积累经验。这些都对最终要进行的3D分析有很大帮助。
这是一个含有壳单元和锥形结构的热交换器的流体仿真，我们可以在3D结构中先剖取几个横截面，快速分析一下不同压力、流速配置下的流动情况，为耗时的3D仿真积累预备知识。
此功能的另外一个用处是特别方便计算旋转机械问题。典型的旋转机械大多具有轴对称特性。我们在3D几何结构中剖分截面出来可快速使用2D轴对称建模进行分析。当使用这个功能时，软件会自动识别r轴（柱坐标系的半径轴）上数值为负的几何，他们不会被剖分网格，因此不会参与计算。
还有一个小用处。有时从别的CAD软件导入的模型，其3D结构是从一个截面几何拉伸或者旋转而来。使用提取横截面的功能，可以从COMSOL中重新获得这个面几何。
扫略网格更加智能
扫略网格的剖分算法现在可以更加智能的分析几何模型，从而不再要求用户详细指定扫略的源面和目标面，尽量减少用户的参与，剖分过程更加自动。
图示是表贴封装的硅芯片焊接在电路板上，其网格剖分自动使用扫略网格完成，无需用户参与。
在工作面中展示交界面
当用户在工作面中绘制几何的时候，该工作面与所有3D几何的交界面以蓝色曲线标示出来。在4.3a版本中，用户仅能看到3D实体中的边在工作面上的投影，而此边与工作面的交点并不显示。
几何体数量信息显示
几何建模流程的最后一步是形成组合体或者装配体，当用户进行到这一步操作时，软件会自动统计几何体的数量，显示在信息窗口中。用户可以根据此信息确认几何建模的正确，比如一旦有误操作造成两个本该相邻的几何体中间出现了狭长小区域的时候，用户就会发现几何体的数目有异常。
在几何建模流程中添加选择集并命名
用户可以在几何建模的流程中，添加选择集合。定义几何的选择集有以下方法：显式定义（手动逐个选取）、球状框选、箱式框选、圆柱状框选、合集、交集、差集、补集、相邻等。用户可以针对求解域、边界、边、点等任何几何体进行这些操作和定义，也可以给定义的几何选择集自定义名称。这个功能有时候很有用，比如想批量删除一些几何特征，可以先定义这样的选择集。再比如用户可以选中一条边，然后方便的创建与它相邻的所有边形成一个选择集。这样灵活的选择方式创建的几何选择集不仅可用于几何建模操作，也可以用在物理建模设定、参数扫描过程等等。
新增虚拟几何操作：合并边、塌缩面
“塌缩面”操作，用于把某些小面塌缩成一个点，或者把一些狭长面塌缩成一条或者多条边。塌缩面操作会尽量避免造成多个点或者边合并的情况，其内置的启发式算法会自动判断如何将用户选择的面进行合理的塌缩。如果算法没能得到不产生合并点或者边的面塌缩方法，就会报错“塌缩面操作方法失败。请尝试合并边或者塌缩边操作”。这时，如果用户希望把面塌缩成边，就选择合并边操作；如果用户希望把面塌缩成点，就选择塌缩边操作。 当进行合并边操作时，用户可以手动指定哪些边希望被保留，哪些边希望被移除。如果用户不手动选择，软件则自动把较短的边移除，保留较长的边。
新增几何体操作
新增了一个几何布尔运算操作，分区。用户可以使用一个或者多个几何体，把目标几何体进行分区。比如，用户可以使用这个功能，用工作面或者实体面在3D实体内部新建一个内部边界。此外，所有的布尔运算，合集、交集、差集、组合以及分区，支持全部的几何体种类，包括实体、表面、边、点。典型应用是用户可以在一个曲面上，利用一个几何实体与曲面做差集，实现删掉部分指定曲面的功能。
减去一个较小的表面从一个较大的表面重叠。
用于扫略网格、边界层网格和映射网格的连续网格剖分功能
连续网格剖分是指当网格剖分遇到错误时，剖分算法不停止，而是继续剖分其他区域。到剖分完成后，返回网格结果和有问题的节点信息。这样做可以帮助用户更明确的定位网格剖分失败的位置和原因，以便用户采取针对性的措施解决问题。
网格导入：圆柱框选、最小边界分区、2D NASTRAN导入
新增了圆柱框选网格工具，与原来的球框选、箱式框选和逻辑表达式选择网格互为补充。用户可以用一个圆柱形，来选取框在圆柱内部的网格。
导入网格新增了一个最小边界分区的选项。当使用这个选项时，网格在导入的时候，软件不会在边界上新增任何分区，严格保持原文件的设定。
支持导入2D的NASTRAN文件，该2D几何默认位于xy面，z坐标可以用户任意设置。
等值面STL输出
用户现在可以把3D实体、表面、切面、等值面或者远场绘图全部用2D三角形的格式导出成STL文件。这个生成的STL文件只是一个表面网格文件，不是真正的CAD文件格式，但是可以被一些专业的CAD软件识别，根据此表面网格重绘成3D实体。当然，此表面网格文件也可以直接用于COMSOL的壳分析。
一个等值面积导出为STL表面网格。
新增图片导出类型
除了原先支持BMP、JPEG、PNG格式的图片，现在还可以导出TIFF和GIF格式的图片。此外，导出JPEG图片的时候，图片质量的控制界面做了更新，用户可以设置图片压缩率。
1D绘图支持颜色表达式
在此前的版本中，只有2D和3D绘图才支持颜色表达式，现在1D绘图也支持了。用户在线图、点图、全局变量图中都可以使用颜色表达式。
图示是一个甲烷压缩点火的化学反应动力学模型。y轴有两条，一个代表压力，另一个是用颜色来表示的反应副产物（甲醛）的克分子分数。
线图可以翻转弧长坐标
此前版本的线图中，弧长坐标总是默认从小到大排列。现在可以手动翻转弧长坐标排序。在某些情况下，比如用户想绘制一个圆形轨迹上的变量图，这个功能就会显得很好用。
分析类型和求解器
灵敏度分析
新增了用于进行多种灵敏度分析的分析类型。用户可以指定模型中的多个参数作为灵敏度变量，算法自动分析这些变量与仿真输出结果之间的关系。举个例子，在一个结构力学仿真中，用户可以使用灵敏度分析来预测几何结构的参数变化到底会给整体刚度带来何种影响。
为了使用灵敏度分析，我们强烈推荐用户使用参数化建模，这样各种参数的调用就会非常方便。对于几何结构的灵敏度分析，可以通过灵敏度分析配合变形几何接口来实现。变形几何的本质是令后台的有限元网格发生变形，因而可用于当初没有以参数化的形式建立的CAD模型的灵敏度分析。灵敏度分析有两种迭代算法：前向迭代和毗邻迭代。
某紧固件的灵敏度分析，评估了几何参数对于部件整体刚度的影响。
停止条件更新
停止条件用来中止瞬态计算，本次有许多重要的功能更新。
多重停止条件表达式并支持布尔运算
停止条件现在可以定义一个列表，内含多条停止条件；每个停止条件可以按照条件假（ 0）来触发停止，而且条件的编写可以支持布尔逻辑运算。
事件触发停止
用户可以从列表中选择多个显式的事件，来触发瞬态分析的停止。
停止后输出数据
用户可以设置，软件在停止的前一个求解步或者后一个求解步，把求解结果输出。
事件触发存储解
用户可设置在事件发生的前后求解步，存储当前的数值解。不管这个事件有没有触发停止，数值解都会按照用户要求加以存储。
日志窗口中展现内存信息
求解完成后，日志窗口中会显示本次求解用到的最大物理内存和虚拟内存用量。
储存参数插值的数值解
在进行参数扫描计算时，用户可以指定一个存储路径导出参数扫描的计算结果成txt文件，此导出操作还支持参数的插值计算。
快速回溯源按钮
模型树中的求解步节点的设定窗口内，物理和变量区域新增了一个快速回溯源的按钮，可以使用这个按钮快速回溯到相关物理或者变量的设置节点，图形窗口中也会高亮显示相关的几何位置。
COMSOL Multiphysics平台
弯曲几何形状适用的坐标系统
新增了一个自动创建局部坐标系的工具，对于弯曲几何形状，这种坐标更容易定义诸如各向异性的材料属性这种与几何信息相关度交大的物理量。弯曲坐标系创建可由用户从三种典型情况中任选组合：扩散型、弹性型、流动型。不同的工程领域对这种局部的坐标系的要求也不一样，用户可自行灵活设置以满足要求。此功能非常有用，比如传热问题中各向异性的热导率材料属性、力学分析中正交编织的弹性纤维、电磁分析中各向异性的介质属性等等，都需要借助此坐标系来定义。
自动生成的坐标系中的一个S形的几何形状。这样的坐标系定义各向异性材料在许多工程领域有着重要的应用。
在V4.3b版本中，某一个mph文件被打开以后即被锁定，如果有其他用户此时也打开了这个文件，软件会提示用户仅能以只读方式打开。在只读模式下，用户可以修改模型设定，进行正常操作，但是不能保存，除非换另一个文件名进行存储。
这是一组在边界上计算主曲率以及主曲率方向的变量。用户可以使用这些变量用于后处理或者是模型设定中的材料属性或者边界条件等等用途。变量支持所有的物理接口。
主曲率变量用于可视化和物理建模。
CAD导入和CAD同步链接产品
CAD导入模块更新
几何导出的格式新增加了ACIS文件格式（.sat, .sab）；
对几款主流CAD软件的几何导入更新了支持的版本。
SolidWorks 2013
Autodesk Inventor 2013
Creo(TM) Parametric 2.0
SolidWorks同步链接模块更新
与SolidWorks的同步链接现在可以支持SolidWorks中的材料选择集。COMSOL可以识别原SolidWorks中的材料选择集，并据此重建各个求解域的选择集，并以SolidWorks中的材料名称为这些求解域选择集命名。
Solid Edge同步链接模块更新
Solid Edge软件中新增加了一个对话框，让用户选择需要与COMSOL进行同步的参数。同步之后，Solid Edge中的这些参数就会也在COMSOL中生效，便于用户直接进行参数扫描计算分析。
Inventor同步链接模块更新
COMSOL与Autodesk公司更加深入的合作，为用户带来了共窗口的新接口。用户可以在Inventor的界面下直接调用COMSOL进行多物理场分析，而无需打开COMSOL界面。
新的窗口界面，允许用户访问COMSOL功能，直接从Inventor用户界面。可视化显示在汽车内部声压等值面。
SpaceClaim同步链接模块更新
SpaceClaim建模过程中的参数可以同步到COMSOL的参数列表当中，因此用户可以直接使用这些参数进行仿真优化和参数扫描，不再需要手动输入这些参数定义。
Excel同步链接
多文件调用，Excel 2013, 插值函数，数表
用户可以在Excel中调打开多个mph文件，每个workbook对应一个mph文件。
当一个mph文件被Excel打开时，mph文件自动锁定，其他用户只能以只读方式打开同一个mph文件。
除了支持Excel 2007和Excel 2010之外，新增支持Excel 2013（仅Windows系统）。
Excel文件数据可用于COMSOL的插值函数。
COMSOL的数表（Tables）可以直接导出成Excel格式。
材料数据导入
利用Excel整理的材料性能数据现在可以方便的导入COMSOL中的用户自定义材料库。材料的名称，属性的名称都可以由用户自定义。
MATLAB同步链接
新增了三个函数：mphsolution，mphtable，mphparticle。
mphsolution用于提取内部或者外部参数对应的数值解。
mphtable用途提取COMSOL中的数表（Table）。
mphparticle用于提取使用了粒子追踪模块的COMSOL模型中的粒子的信息，包括速度、位置等等。
CFD模块更新
用于旋转机械仿真的冻结转子法
冻结转子法是一种常用于分析层流或者湍流情况下的旋转机械的伪稳定流动的高效计算方法。在COMSOL中，此方法以分析类型的形式出现在求解节点下，支持旋转机械接口，流动接口，以及其他以NS方程为基础的应用接口，冻结转子法对旋转区域考虑离心力和科里奥利力的作用。
“冻结”一词即指转子本身，与其周围固定不旋转的部分相比，是被冻结的，也就是说其实整个系统在计算时实际上都是静态的。如果整个几何中的非转旋部件是彻底与旋转不相关的，或者说整个几何中只有一个旋转的区域，那么采用冻结转子法计算的伪稳态流动，与传统的采用移动网格让转子真实旋转的计算方法得到的结果是完全一致的。如果以上假设不满足，那么冻结转子法给出的就是一个近似解，解的质量好坏，与转子的位置以及冻结区域和静态区域的间隙大小有关。举例说明，如果我们考虑一个没有搅拌斧的旋转混合器，也就是一个整个结构都在旋转，靠离心力进行混合的这样一个混合器，使用移动网格的旋转机械接口和使用冻结转子法获得结果是完全一致的。
冻结转子法的解的质量与转子的位置相关，最好的例子就是透平机械和搅拌斧混合器。在这些应用中，常常使用冻结转子法来计算一个初值，然后使用移动网格旋转机械方法进行瞬态分析，获得伪稳态的流动场。有了冻结转子法提供的初值，瞬态分析的耗时会大大减少。根据经验，如果从0初始速度开始计算，可能旋转机械要转个10～50圈才能达到伪稳态；而如果从冻结转子法提供的初始值开始计算，旋转10圈以内就可以达到伪稳态。
用于流体分析的薄挡板
用于描述一类流体中经常用到的，有一定透过率的屏障，比如线网、格栅、多孔挡板等。此功能支持单相流动、非等温流动和共轭传热分析，层流和湍流都可使用。用户可以通过分析薄板对流体的阻挡系数和散射系数的相关性，简单直观的标定这些挡板的对流动的影响。
挡板对流场的影响
数值解和解析解吻合
混合物模型和气泡流中的涡流
混合物模型和气泡流模型这两个预制的均质两相流仿真功能，现在可以处理涡流的情况。在2D轴对称分析中，用户可以勾选涡流选项，以考虑面外的速度分量。
SST湍流模型
SST（Shear Stress Transport）湍流模型是一个二方程的，适合描述低雷诺数流动的雷诺平均NS湍流模型。不使用壁函数是其突出的特点。传统来说，SST模型一般用于外部流动仿真，多见于机翼等类似几何结构的流场分析，比如透平机械等。然而，近来SST模型的应用范围也越来越广。
CFD模块模型库中新增了NACA 0012翼形的算例。SST模型不使用壁函数，因此需要在流体壁附使用高分辨率的网格。所以几何结构不是很细长的话，分析外部流场就不大适合使用SST模型。同理，具有突然拓展结构的内部流场分析也不推荐用此模型。SST模型最大的优势在于兼取了k-?和k-?两大主流湍流模型的优点。它其实是两个湍流模型的混合，k-?重新推导了公式，着重于求解湍流能k；而k-?着重于求解耗散速率?。我们知道在壁面附近，k-?模型要比k-?模型好一些，而在自由流动区域，k-?模型更好用。SST就是利用一个混合函数，让整个方程在自由流动区域等效于k-?模型，而在壁面附近又等效于k-?模型。
新的CFD求解器
基本上所有的流动分析接口，如果使用P1 + P1的离散方式，都预设成使用多重网格迭代求解器，并为之匹配了一个新的SCGS（Symmetrical Coupled Gauss-Seidel）平滑器。不同模型之间，采用新求解器带来的改善不一样，但是平均来说提速25％。SCGS平滑器鲁棒性较之以往的平滑器来说更好。对于一些比较挑战的湍流模型，可能以前不得不使用直接求解器处理，现在其中大部分都可以使用SCGS平滑的迭代求解器解决。值得一提的是，SCGS平滑器与层流流入边界完全兼容，不需要之前版本那样对网格的各项异性分布作特殊限制。
管道流模块更新
管道中的两相流
管道流模块新增了描述气液混合的两相流分析功能。此功能基于均质化前提，求解一种流体的速度场和压力场，然后根据另一种流体（气体）的质量分数，调整液体计算的摩擦因子或者雷诺数。此模型需要用到修正因子，其可在文献中查到。这个两相流计算的功能简洁，鲁棒性强，它不考虑相变、可压缩性或者液体的滞留。
管道声学的频域分析
声学模块和管道流模块联合使用，可进行柔性管道系统中的声波传输频域分析。与此功能匹配的是，我们提供了多个具有不同终端阻抗的模型供用户调用以模拟管路部件的声学行为。用户可以通过这种沿着一条边进行的1D仿真，求解声压的分布和声粒子速度分布（取截面平均值）。
微流模块更新
模型库新增一个Tesla微型阀门的拓扑优化指导案例。Tesla微型阀门借助摩擦力而不是移动部件来产生后向流动。为了让阀门获得最大的前向和后向流动的压力降，可以在流体区域放置一定数量的材料。放多少，放在哪里，这是一个拓扑优化的问题。
多孔介质流模块更新
我们重新编写了多孔介质传热仿真接口，新增了一个求解域功能选项，进一步改善了用户的操作体验。传热分析现在可以方便的考虑相变。软件内置了表观热容法来处理相变对传热过程带来的影响。
传热模块更新
多波长热辐射
普通的玻璃在可见光波段是透明的，但是对于红外和紫外波段就不透明了。光穿透玻璃时，表面的散射可能会造成波长的漂移，如果波长落在了红外波段，那么这些光就会在玻璃内部被吸收而无法逃脱。能量会把玻璃以及玻璃房都加热，即大家耳熟能详的温室效应。
使用新增的多频段接口，用户可以最多定义5个频段，每个频段覆盖的波长范围以及频段之间的间隔完全由用户指定。软件也提供了一个适用于太阳辐照以及环境辐照的快速设定项，有这两个功能就可以涵盖相当大部分的应用需要了。用户可以定义黑体辐射源，其在不同路径上的功率分布满足环境温度相关的Planck分布。用户可以为每个频段设定表面的激发特性，也可以把表面设定为满足黑体激发功率分布或者其他用户自定义的激发功率分布。同时，对于透明介质，支持其具有不同的折射率。
众所周知的温室效应示出的多波长的热辐射的重要性。
传热分析现在可以方便的考虑相变。软件内置了表观热容法（Apparent Heat Capacity Method）来处理相变对传热过程带来的影响。之前，用户可能不得不自己书写方程来模拟相变，现在借助于专门的接口，操作起来就更为简单了。为了表述相变，用户需要提供以下信息：
相变前后的材料状态
相变发生的温度
相间过渡温度区间
表观热容法在达到相变温度点时，对材料的密度、热容、热导率以及热源比例系数加以调整，自动平滑相变带来的材料特性跳变，并为整个相变区域添加潜热带来的分布热源。模型库也提供了配套的相变传热指导算例演示此功能的使用。
两个接触在一起的表面形成的薄夹层，通过其上的热流与两个表面的温度差成正比，而比例系数便是接触热导。接触热导与接触的程度密切相关。接触的压力越大，接触热导越大。传热模块新增的边界条件从以下三种情况考虑，用于描述这种随接触压力变化而变化的接触热导。
热约束热导：主要考虑两个表面物理接触对热导的影响，比如表面的性质，接触的压力等，一般体现为接触压力越大，两个表面接触的越好，热导也越大。
气隙热导：主要考虑接触面之间可能存在薄薄的流体区域，一般是空气，对接触热导的影响。当接触压力很大时，这一项一般可以忽略。工程上一般都要采用高导热率的导热膏或者导热油，尽量避免接触面之间存在空气。
辐射热导：这主要描述两个接触平行表面之间的辐射传热性质。
在很多情况下，气隙热导和辐射热导的影响都可以忽略。而上述三种热导对于整体接触热导的影响都可以使用基于接触压力变化的热导曲线再加以经验修正获得。而接触压力在COMSOL中可以通过结构力学模块或者MEMS模块来耦合求解。我们还添加了一个摩擦热源的功能供用户选择，此热源还允许用户设定两个接触面的热分配系数。
图示是一个圆柱形电子封装的散热仿真，八个散热鳍片压在圆柱表面，散热的效能与接触的好坏关系密切。仿真的结果与实验结果进行了比对，验证了仿真的有效性。
模型库新增模型:
电子设备中的冷凝探测
此模型对电子设备机箱中空气的水分进行了热动力学仿真，研究当外部环境变化时，机箱内的水分发生冷凝的情况。此模型需要输入的外部条件为空气温度、气压和湿度。
此模型仿真了真空腔内冰升华的过程，可作为所有的冷冻干燥过程仿真分析的指导。
此模型演示了使用移动边界接口仿真相变的方法，也就是所谓的Stefan问题。模型描述了一个方形腔，由于腔体左右两端温度不同，因此腔内存在锡的熔化演变过程，同时存在液体和固体的锡。
管路与壳体组成的热交换器
此模型是一个流热耦合分析，同时存在两个流体，一个流体在封闭的管道中流动，另一个流体在包围管道的薄壳结构中流动。
电子设备机箱散热
该模型是一个电脑电源的散热仿真，模型包括一个提供负压的风扇，以及一些格栅结构，这正是电源散热的主要方式。
交叉流动热交换器
流热耦合分析，不锈钢制成的微型热交换器，常见于生物芯片或者微型燃料电池系统中。
电子封装与热沉接触热阻抗分析
此模型是对一篇公开发表的文献的结果复现，仿真的目的是分析电子封装与散热鳍片热沉之间的接触质量对散热的影响。模型主要研究四个方面对接触热阻的影响：接触压力、软材料的显微硬度、接触面粗糙度、接触面粗糙度变化率。
此模型演示了对接触问题的多物理仿真方法，仿真了接触开关的接触件上的电学行为和热力学行为。
导温系数（thermal diffusivity）变量
变量的平均热扩散
热扩散系数张量分量.
新增了描述导温系数的变量供用户使用。
薄热阻层的定义可以直接输入热阻值
此前版本中，对于薄热阻层的定义可以指定其厚度和热导率，现在新增了可以直接指定热阻的选项。
多孔介质传热
重新编写的多孔介质传热界面，进一步简化了用户的操作，改善了用户体验。
空气湿度转换函数
新增三个函数用于自动完成空气湿度和水分浓度之间的换算，并且可以快速计算饱和压力。
相对湿度转换为蒸气浓度：fc（RH, T, pA）
相对湿度转换为水分含量：fxvap（RH, T, pA）
饱和压力：psat（T）
结构力学模块更新
新增的螺栓预紧功能进一步增强了对螺栓的仿真能力。用户可以获得螺栓力、螺栓剪切力以及螺栓预变形。
设定刚性连接的旋转中心
刚性连接的旋转中心轴的设定更加简单灵活。用户可以利用模型中的任何几何元素来定义旋转轴，而这些几何元素不一定必须全属于刚性区域。
这里使用工作平面圆形表面上的任意位置创建一个几何点。这一点上，然后用刚性的连接器表面的旋转中心。
梁截面分析
在以前的通用梁截面模型的基础上，新增了一系列梁截面分析工具，可以更精准的计算梁的特性。
扭转截面模量
弯曲、扭转或者剪切作用下的应力分布
翘曲截面模量
如果用户可以定义截面力作用的话，比如轴向力、弯曲力矩、剪切力、扭转力矩等，用户也可以分析梁截面上的应力分布。将此功能与结构力学的3D梁单元配合使用，用户可以精确仿真各种截面的梁的综合力学表现。
疲劳模块更新
使用Palmgren-Miner Rule进行雨流分析
我们新增了随机载荷作用累积损伤评估功能。使用雨流计数算法可以处理一些非常规结构力学响应问题。我们提供三种应力评估方法：主应力、使用应力标定的von Mises应力、使用流体力标定的von Mises应力。损伤使用Palmgren-Miner准则进行估计，考虑R值（从S-N曲线获得）的影响。载荷作用服役循环可以有两种方式来添加，从解的历史添加，或者通用载荷工况定义。前者是从COMSOL之前的求解中直接提取，因此可以把一些非弹性效应考虑进来；后者是由用户自定义一些基本的载荷工况。服役循环的设定可以分析大作用周期，比如10000个载荷步，作用下的累积损伤。后处理为雨流技术提供了专门的直方图显示。
更多分析类型：壳、平板、多体动力学
疲劳模块可以与壳体分析、板分析、多体动力学分析、结构力学分析、热应力分析、焦耳热和热膨胀分析、压电器件分析等功能联合使用。
非线性力学模块更新
新增三个超弹性材料本构模型
适用于描述橡胶或者类似的材料：Gent模型、Gao模型、Storakers模型。
新增生物力学算例：动脉壁
本模型演示了各向异性超弹性材料的仿真方法。采用Holzapfel-Gasser-Ogden本构，描述附带软组织的动脉血管壁的力学行为。
声学模块更新
管道声学的频谱分析
声学模块和管道流模块联合使用，可进行柔性管道系统中的声波传输频域分析。与此功能匹配的是，我们提供了多个具有不同终端阻抗的模型供用户调用以模拟管路部件的声学行为。用户可以通过这种沿着一条边进行的1D仿真，求解声压的分布和声粒子速度分布（取截面平均值）。作为可选项，用户也可以预定义一个背景流动，来代替管道流动的分析功能。
A new tutorial model Organ Pipe Design illustrates the use of Pipe Acoustics user interface. The picture shows the resonance peak of the fundamental frequency and five of the harmonics up to 3kHz.
为热声效应新增材料属性输入
用于热声效应分析的材料属性定义功能获得了更新，现在可以设定材料的可压缩系数和热膨胀系数。这样一来，用户就可以仿真在任何流体（本构可由用户自定义，不一定是传统标准的流体本构）中的可压缩波（声波）的传播情况。
新增模型库案例
新增了四个案例：
集总参数的扬声器驱动分析
聚焦超声波用于生物组织加热
考虑粘滞和热阻尼的微镜振动分析
流体中的粒子振动和热声材料参数
动圈扬声器的线圈采用集总参数控制，集总参数使用COMSOL的电路接口计算，仿真可以分析扬声器驱动性能，比如灵敏度、阻抗、辐射声压等。
AC/DC模块更新
线直径比较小的线圈可以直接处理成边界，这显然对于减少不必要的网格和计算量是有很大帮助的。此功能支持2D或者3D结构，可用于单匝或者多匝线圈。用于描述单匝线圈的边界考虑了外侧趋服效应。
Magnetic field computed with the new Boundary Coil feature.
新边界条件：可用于描述氧化物层、导电的磁屏蔽层、金属元件中的裂缝
磁场和电场的仿真接口新增了几组边界组合，比如磁屏蔽组合电屏蔽边界、电绝缘和接触阻抗、磁连续而电绝缘及接触阻抗。使用这些复合边界条件，用户就可以用边界模拟氧化物层、导电的磁屏蔽层、金属结构中的裂缝等等情况。
线圈功能更新：线圈组功能、新的RLC线圈组
线圈组不再作为单独的功能出现，而是作为单匝线圈、多匝线圈、边界线圈这些功能的一个设定项出现。用户可以指定多个求解域组合成一个线圈匝，求解域之间可以并联也可以串联。
新增了RLC线圈组
用2D模型近似处理3D线圈。由于3D线圈匝之间电容耦合以及其他因素的影响，线圈的面内电流分量通常都比较关键。比如，在电流平衡的情况下，面内电流还会受到匝间电势差的驱动，这就是由电容耦合所引起的。
新的磁场求解器
新求解器提高了磁场问题的求解速度。迭代求解器新增了一个AMS预处理器（Auxilary Space Maxwell Solver），它常与几何代系迭代求解器（Geometric Multigrid Solver - GMG）组合使用。GMG与AMS组合对于小模型可以提速20％，对于百万自由度以上的问题，更可以带来数倍的显著速度提升。
用于高非线性阻抗材料的磁场建模接口
这是一个新增仿真接口，用磁场方程描述的高非线性阻抗材料的电磁行为。这个接口最典型也最适合的应用就是仿真超导材料。配合这个新功能，COMSOL材料定义界面为此提供了一个E-J特性曲线的选项供用户指定材料的非线性，即电流是电场的函数。
RC参数提取：浮动电位组
对于采用了多个浮动电极的结构来说，新增的浮动电位组让阻抗和电容参数（RC参数）的提取变的更容易。所有连接在一起的边界会自动组成一个一个独立的浮动电位组。
模型库新增模型
电动轴承：在永磁体形成的外置磁场中旋转的导体转子，感生出涡旋电流。
单极发电机：均匀外置磁场中正交放置的导电圆盘。
哈尔巴赫转子静场分析
使用永磁铁的同轴磁轴承
RF模块更新
周期性结构的电磁波分析
为了增强电磁波入射到周期性结构上的透射率和反射率的分析功能，新推出了适合周期性结构的端口边界。该端口可以自动处理周期性结构造成的高阶衍射的阶次。
使用边界的集总单元可以定义无源的集总端口。这样做既不增加S参数矩阵的计算量，又能让用户方便的计算这些无源端口上的S参数。端口的类型支持均匀、同轴、用户自定义。对于频域分析，用户可指定端口的阻抗，电感和电容；对于瞬态分析，用户可以指定阻抗。
3D结构中的解析圆形端口边界
新增了模场分布预定义好的圆形端口边界。此边界适用与频域分析，支持TE和TM模式。
MEMS模块更新
压电器件的热膨胀
压电器件的仿真接口加入了热膨胀的分析功能。计算需要提供温度分布，用户可以使用常数或者表达式指定温度分布，当然也可以使用COMSOL传热模块耦合计算温度场。
等离子体模块更新
新增了根据Hagelaar模型估算的粒子碰撞热选项。此功能为电子添加分布式的热源，模拟碰撞产生的热量。
化学反应工程模块更新
不可透过的薄屏障边界
在物质传递的仿真接口中新增了不可透过的屏障边界，可用于在仿真中作为壁面区分两层不同的流体区域，化学物质在此边界上不可透过。在此前的版本中要实现这个功能，用户不得不设定一个狭长求解域，在求解域的两边设置零质量通量。这种方法会产生大量的网格。此不可透过薄壁可与流体中的流体内部壁或者旋转内部壁边界联合使用。
电池与燃料电池模块更新
模型库新增模型
蛇形流场燃料电池
电极采用多层材料的锂离子电池
锂离子电池的单颗粒模型
此外，原模型库中的全钒液流电池模型也进行了更新。
受限电流密度和边电极
在多孔电极反应和电极反应两个节点下的电极动力学设定功能，新增了受限电流密度选项。
二次电流分布接口，新增了边电极的功能。在3D模型中使用边电极，可以仿真沿着某一条边的切向电流。此类功能是第一次在COMSOL中出现，适合于描述长管道或者长电线这一类，电流分布在法向上的变化几乎可以忽略的情况。此边界的使用，可以避免用户使用狭长的求解域来描述电极，从而带来大量的网格和计算量。边电极同时也支持电极反应动力学功能。
新增的电解仿真接口，使用对流扩散方程求解电化学物质浓度。此接口适合于描述电解质中有大量物质而它们的欧姆损耗可以忽略的情况。电解仿真接口特别为循环伏安法仿真提供了专用界面。
一次电流分布和二次电流分布的切换更方便
在二次电流分布的仿真界面中，用户利用菜单就可以快速从二次电流分布接口和一次电流分布接口之间切换，而不用象此前版本那样必须新增另一个物理场。
新增对插层材料的支持l
锂电池仿真功能和二元电解质电池仿真功能新增了对多层材料的支持。
化学腐蚀模块更新
受限电流密度和边电极
在多孔电极反应和电极反应两个节点下的电极动力学设定功能，新增了受限电流密度选项。
二次电流分布接口，新增了边电极的功能。在3D模型中使用边电极，可以仿真沿着某一条边的切向电流。此类功能是第一次在COMSOL中出现，适合于描述长管道或者长电线这一类，电流分布在法向上的变化几乎可以忽略的情况。此边界的使用，可以避免用户使用狭长的求解域来描述电极，从而带来大量的网格和计算量。边电极同时也支持电极反应动力学功能。
无限电解质和电解
二次电流分布接口中，新增无限大电解质的边界，用于描述电解质远大于仿真区域的情况下，电解质中的电流分布。
新增的电解仿真接口，使用对流扩散方程求解电化学物质浓度。此接口适合于描述电解质中有大量物质而它们的欧姆损耗可以忽略的情况。电解仿真接口特别为循环伏安法仿真提供了专用界面。
型库新增模型
隔离器厚度影响：使用参数扫描分析了铝隔离器厚度对电化学腐蚀影响。
船体腐蚀防护：使用二次电流分布接口，对采用了外加电流阴极保护系统的船体的轴和螺旋桨的腐蚀防护进行了模拟。
局部腐蚀：此模型仿真了镁合金中两相交界面上的微观电化学腐蚀。
采用了外加电流阴极防护（ICCP）技术的船体的轴和螺旋桨的腐蚀防护模拟
一次电流分布与二次电流分布切换更方便
在二次电流分布的仿真界面中，用户利用菜单就可以快速从二次电流分布接口和一次电流分布接口之间切换，而不用象此前版本那样必须新增另一个物理场。
电镀模块更新
模型库新增旋转圆筒赫尔槽算例
旋转圆筒赫尔槽算例演示了电解槽分析的方法，给出了沿着工作电极的非均匀电流分布、电位分布、浓度分布。模型先后采用一次电流分布、二次电流分布、三次电流分布模型分别进行了分析，并对结果进行了比较，指导用户从简到繁，逐步提高仿真工作的细致程度。此模型是对一篇公开发表的文献的复现，仿真结果与文献报道吻合。
一次电流分布与二次电流分布切换更方便
在二次电流分布的仿真界面中，用户利用菜单就可以快速从二次电流分布接口和一次电流分布接口之间切换，而不用象此前版本那样必须新增另一个物理场。
无限电解质和电解
二次电流分布接口中，新增无限大电解质的边界，用于描述电解质远大于仿真区域的情况下，电解质中的电流分布。
新增的电解仿真接口，使用对流扩散方程求解电化学物质浓度。此接口适合于描述电解质中有大量物质而它们的欧姆损耗可以忽略的情况。电解仿真接口特别为循环伏安法仿真提供了专用界面。
受限电流密度和边电极
在多孔电极反应和电极反应两个节点下的电极动力学设定功能，新增了受限电流密度选项。
二次电流分布接口，新增了边电极的功能。在3D模型中使用边电极，可以仿真沿着某一条边的切向电流。此类功能是第一次在COMSOL中出现，适合于描述长管道或者长电线这一类，电流分布在法向上的变化几乎可以忽略的情况。此边界的使用，可以避免用户使用狭长的求解域来描述电极，从而带来大量的网格和计算量。边电极同时也支持电极反应动力学功能。
更多优化分析类型
优化模块现在提供完整的优化算法，包括：
基于梯度的优化算法
Levenberg-Marquardt
梯度自由的优化算法
Nelder-Mead
Monte Carlo
Coordinate search
在使用梯度自由的优化算法时，用户可以指定多目标优化的策略：sum of objective，minimum of objectives，maximum of objectives。
模型库算例更新
调谐音叉优化
Mooney-Rivlin曲线拟合
扩音器形状优化（需要配合使用声学模块）
最优化冷却（需要配合使用化学反应工程模块）
管道隔离优化（需要配合使用管道流模块）
领结型天线优化（需要配合使用RF模块）
模型树中如果有多个模型的时候，从材料库添加材料可以人工选择添加到哪个模型。
粒子追踪模块
速度二次初始化
粒子的速度可以在仿真的过程中被用户以任何逻辑表达式修改，这就意味着用户可以在求解的过程中人工干预粒子的状态。这使得COMSOL从此可以支持最普遍的Monte Carlo分析。
Monte Carlo弹性碰撞
在带电粒子追踪的功能接口下，粒子弹性碰撞力的功能项新增了Monte Carlo弹性碰撞选项。此功能表示粒子的速度会因为受到一定概率的碰撞而突然改变，碰撞的概率与气体碰撞横截面数据和背景粒子计数密度有关。此功能适用于描述非真空低压环境下的粒子追踪。
改变辅助变量
粒子在碰到边界或者穿越边界时，其辅助变量发生的改变现在也可以描述了。辅助变量可以自由定义，可以调用粒子追踪模块提供的全部变量或者其他模块的变量。典型的例子比如，我们现在可以对撞击某个壁面的粒子数目做个计数统计。