Seguramente nos hemos preguntado sobre la diferencia entre un barrido paramétrico y un barrido auxiliar. En COMSOL esto se conoce como parametric y auxiliary sweep. Esto es lo que comentaremos ahora. El primero tipo de barrido (es decir, el paramétrico) se puede definir bajo el nodo principal del estudio (Study), mientras que el segundo (auxiliar) se define del subnodo Step1 en Study Extensions. Para que se entienda, ver la Figura 1 donde se ilustra dónde están dichas opciones (la imagen de la izquierda muestra dónde se encuentra Parametric Sweep; por otro lado, la imagen de la derecha muestra dónde se puede seleccionar el Auxiliary Sweep).

Figura 1. Izquierda: Parametric Sweep bajo el nodo principal Study 1. Derecha: Auxiliary Sweep bajo el subnodo Step 1.

El Barrido Paramétrico utiliza el Parametric Solver con un no continuation algorithm y permite encontrar la solución a una secuencia de problemas estacionarios o dependientes del tiempo que surgen al variar algunos parámetros de interés. Así este enfoque realiza un plain sweep. El barrido paramétrico puede incluir múltiples parámetros independientes directamente para un barrido multiparamétrico completo. Dichos parámetros pueden ser propiedades geométricas como un espesor, la longitud, etc. Se pueden configurar todas las combinaciones posibles. Algunas características adicionales del barrido paramétrico es que se puede realizar de modo distribuido y en modo batch [1]. Por otro lado, el Barrido Auxiliar utiliza un Continuation Algorithm y no permite variar los parámetros de la geometría o de la malla.

La clave para entender las diferencias entre cada tipo de barrido y su aplicación es el concepto de continuación: En el caso del Barrido Auxiliar, éste puede reutilizar la solución para un valor de barrido como valores iniciales para el siguiente valor de barrido. Esto se utiliza sobre todo para la rampa de carga en problemas no lineales [2]. Sin embargo, esto introduce un par de limitaciones. La más notable es que la geometría y la malla no pueden cambiar entre iteraciones. Así que el barrido auxiliar admite continuación, pero el barrido paramétrico permite el remallado entre valores de barrido. El barrido auxiliar también es a veces más rápido porque puede tomar algunos atajos que el barrido paramétrico más general no puede, pero esto no suele ser significativo.

Hemos utilizado el modelo busbar [3] para implementar ambos tipos de barrido. En el caso de barrido paramétrico se ha elegido una longitud (L), mientras que para el barrido auxiliar se ha escogido el voltaje aplicado (Vtot). Esto debido a que sólo el barrido paramétrico admite cambios geométricos. La Figura 2 muestra el resultado tras realizar un barrido paramétrico sobre el parámetro geométrico L. Por otro lado, la Figura 3 ilustra el resultado tras efectuar un barrido auxiliar sobre el parámetro Vtot.

Figura 2. Distribución de temperatura y temperatura máxima para L=6 cm (izquierda) y L=12 cm (derecha).

Figura 3. Distribución de temperatura y temperatura máxima para Vtot=15 mV (izquierda) y Vtot=25 mV (derecha).

Referencias

[1] Running parametric sweeps, batch sweeps, and cluster sweeps from the command line
[2] Learning Center COMSOL: Improving Convergence of Nonlinear Stationary Models
[3] Application Gallery COMSOL: Electrical heating in a busbar