本人是2019年因为有一项微流控的项目需求正式接触的COMSOL,此前有一小段时间在练习ANSYS(fluent)。之所以说的是练习ANSYS(fluent),是因为那时候我连ANSYS(fluent)的基本操作流程都不太熟悉,只是跟着流沙大佬的步骤做过几个简单的小案例。至于是“COMSOL更好还是ANSYS(fluent)更好?”,在初学阶段,我完全没有思考过这个问题,现在回想起来对COMSOL最初的印象是“COMSOL是中文的!”“起码我能看得懂界面!”
记得很清楚,我使用COMSOL练习的第一个案例是COMSOL官网的“微泵机理”,我对照着COMSOL官网的PDF操作步骤,辛辛苦苦捣鼓了两三个小时,一步一步自认为很仔细的进行设置了,在自我感觉万无一失的状态下,一点“计算”就立马报错。看到“报错”,整个人都是懵的,我怀疑是不是PDF步骤有错啊?还是因为安装的“快乐版”COMSOL卡bug了?亦或者真的是我设置错了?上面的处境,我们应该都是一样,和大家稍微不一样的是,我没有请教任何人,而是为了验证是哪个步骤有问题,隔天我空出了足够的私人时间和空间,打开COMSOL,从头到尾仔仔细细按照PDF操作步骤,重新慢慢的练习起“微泵机理”,很幸运,这次完美运行,但是气力已耗尽我就没有心思再练习对应的“后处理”了。可能和大家更不一样的是,后面我起码又对“微泵机理”重复练习了八九次,期间也出现过“报错”的情况。根据“微泵机理”的练习经历,我总结了一些想法1.“报错”的最主要原因是我的设置有误;2.虽然COMSOL是中文界面,但是操作步骤也是很多的,需要熟悉基本的操作步骤;3.某些操作步骤设置的原因我还不懂,后面得想办法弄懂。
我使用COMSOL练习的第二个案例是COMSOL官网的“电润湿透镜”[2],练习“电润湿透镜”的过程和“微泵机理”是一样的,一开始“报错”,反复练习,后面再对照着PDF的步骤来操作基本就能正常运行了。很幸运在练习这两个案例的时候我没有请教任何人,主要是身边也完全没有可以请教的人,所以我只能独立解决遇到的问题,更幸运的是,我确实可以独立解决问题。后面再练习的案例是什么我就记不清楚了,但是一段时间之后我就有了想检测自己学习成果的想法。
我想到的检测方法是我可以直接修改COMSOL官网的案例,改变或者增加一些想要的东西来形成一个新的案例。这种“站在巨人的肩膀上”的方法一开始确实让我获得了足够的满足感,我下手的案例依然是“微泵机理”,因为那时候我对它是最熟悉的。首先我先改改层流入口的流速,再改改柔性阀的长度、宽度、泊松比、杨氏模量等,我发现基本都能正常运行,也分析出来了,如果出现“报错”的情况,那基本是因为柔性阀碰到了壁面导致的。二维尝试的差不多,我就萌生出了按照COMSOL官网的边界条件自己尝试制作三维“微泵机理”的想法,说干就干,情理之中,第一次制作的三维“微泵机理”报错了,是稍微运行了一段时间的那种报错。那几天我一有空就调调参数,找找资料,试图解决这个报错,但也是和大家一样,网络上关于“报错”的解决方法我都尝试了,但是就是解决不了。有一个晚上我就一直盯着这个三维“微泵机理”的模型,突然间好像想到了什么,因为是稍微运行了一段时间,所以COMSOL还是计算了一帧的结果,我就仔细看这一帧“速度云图”“压力云图”和“应力云图”的结果,初步看没发现什么问题,我就生成了“网格”的结果再仔细研究,终于被我发现了在柔性阀顶端处的网格有被强烈拉扯的情况。那时候我就再想是不是这种网格强力的拉扯,才导致的报错?后面我就将精力放在了“如何减小网格拉扯?”这个问题上来,中间也是摸不着头脑尝试了各种方法,最后是通过增加“指定法向网格位移”终于解决了问题,自此,这个困扰我差不多一周的三维“微泵机理”的案例终于被我制作出来了,后来我又尝试了原来还可以通过修改几何的绘制方法也能解决网格拉扯的问题。
再后面我就依然是对COMSOL官网的案例进行大量的练习,感觉自己基本掌握了,就尝试进行修改,遇到报错了就自己分析解决,很奇怪的是,我后面很少再去网络找解决“报错”的资料了,可能因为我也知道,虽然网络的建议有一定的逻辑或者依据,但是很大概率并不能直接解决我遇到的问题,所以还得靠我自己分析。当然分析得有理有据、有线索的分析,特别是我基本都是在COMSOL官网的案例上直接修改的,所以分析起来相对简单很多,基本都能立刻知道“改了哪个东西就导致了报错”。后来微流控的项目顺利结题,可能是我的脾性和COMSOL也比较契合,就始终一直都有在使用和练习COMSOL。
大家看我初期在B站投稿的视频案例,其实也是很青涩,都是一些操作简单的案例,通过这五年的积累,才慢慢有能力和信心做一些相对复杂一点的案例,也慢慢从仅会处理流体力学的问题,发展成比较熟练掌握COMSOL的传热以及拓扑优化模块。越学到后面,其实发现自己不会的东西越多,也慢慢理解个人的能力其实很有限。其实,大家如果能叫我一声“小极老师”就已经很满意了,有时候一些同学称呼我为“大神”“大佬”确实是太高看我了,纯粹是闻道有先后而已。
从始至终都非常感谢大家对我的支持和认可,也虚心接受大家的建议,希望大家学有所成,硕果累累。