En la última edición de Multiphysics Simulation los expertos de la industria explican cómo utilizan el software COMSOL® para crear modelos basados en la física para cumplir con el desarrollo de productos innovadores. Obtenga inspiración para sus propios desarrollos e investigación leyendo los exitosos diseños de productos basados en simulación. En empresas como GrafTech, los investigadoes desarrollaron un modelo detallado de difusores de calor de grafito y lo convirtieron en una app de simulación para sus equipos de ventas. Konica Minolta se beneficia del brillante trabajo de simulación que está incrementando la salida de luz y eficiencia en los sistemas de LED orgánico (OLED). Puede leer todos los casos de éxito de clientes haciendo clic en el enlace inferior o descargando la versión pdf desde el mismo sitio.
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Imagen de la portada cortesía de Ingo Maurer.
COMSOL Server™ es un producto que permite el uso de aplicaciones de simulación multifísica a usuarios sin conocimientos en modelización multifísica
COMSOL Server™ es una plataforma para distribuir y compartir aplicaciones creadas por los expertos en simulación, con personal de otros departamentos o clientes en todo el mundo.
Conozca COMSOL Server™ y entienda cómo funciona a través de las respuestas a las preguntas más frecuentes.
COMSOL 5.2a Update 1 ha sido liberado el 22 de agosto de 2016.
Esta actualización corrige algunos errores y problemas de estabilidad de la versión 5.2a de COMSOL Multiphysics, COMSOL Server, y COMSOL Client.
COMSOL Multiphysics
Application Builder
AC/DC Module
Acoustics Module
CFD Module
Chemical Reaction Engineering Module
COMSOL Server
Design Module
Heat Transfer Module
LiveLink™ for AutoCAD®
LiveLink™ for Excel®
LiveLink™ for PTC® Creo® Parametric™
LiveLink™ for SOLIDWORKS®
MEMS Module
Microfluidics Module
Mixer Module
Optimization Module
Particle Tracing Module
Plasma Module
Ray Optics Module
RF Module
Structural Mechanics Module
Subsurface Flow Module
Tanto si desea aprender más sobre modelado mecánico, aplicaciones de flujo de fluido o ingeniería química tendrá muchas actividades que escoger en la Conferencia de COMSOL de 2016, que tendrá lugar del 12 al 14 de octubre en Munich.
A continuación algunas de las muchas oportunidades de aprendizaje que le esperan:
Las empresas adoptan sistemas de gestión con el objetivo de reducir el tiempo y dinero que les toma completar sus procesos de negocio. Sin embargo, una incorrecta valoración en la adopción del nuevo sistema de gestión o en la configuración de los nuevos procesos puede llevar al efecto opuesto al deseado. Eso es lo que ocurrió en la compañía RightSource.
RightSource es la división de Humana Pharmacy Solutions que se encarga de los pedidos que se reciben por correo. Dentro de su estrategia de mejora decidieron implementar un sistema de gestión de oficina de farmacia, pero se tradujo en un flujo de trabajo más lento y los pedidos comenzaron a apilarse, repercutiendo negativamente en el negocio y en los pacientes y doctores que solicitaban los medicamentos.
La compañía formó un equipo de Lean Six Sigma para detectar la causa y resolver el problema. Cuando este equipo analizó el proceso, observó que los empleados servían de forma sencilla las recetas que seguían la "ruta despejada", el flujo estándar donde no se debían realizar pasos adicionales. Los retrasos se producían en la "ruta de excepciones", un proceso que se tomaba cuando la receta requería la intervención de un fabricante o de un tercero responsable del pago.
Para determinar las causas de los retrasos, proponer objetivos e identificar soluciones, el equipo de Lean Six Sigma utilizó las siguientes herramientas de Minitab:
Al poner en funcionamientos las soluciones, la empresa redujo drásticamente el número de casos donde la demora era mayor a 10 días, incrementó la productividad en un 30% y mejoró la respuesta del proveedor en un 2%, ahorrando dinero con una reducción del 32% de los costes de trabajo.


Ya está disponible la última versión 5.2a del entorno de software de simulación COMSOL Multiphysics® y COMSOL Server™. Cientos de funcionalidades y mejoras sugeridas por los usuarios para COMSOL Multiphysics®, COMSOL Server™, y los productos anexos se han implementado con un énfasis en la precisión, la facilidad de uso y la productividad. Desde nuevos resolvedores y métodos a herramientas de diseño y distribución de aplicaciones, La versión 5.2a del software COMSOL® amplía la capacidades de diseño y optimización eléctrico, mecánico, de fluídos y química.
En COMSOL Multiphysics 5.2a, tres nuevos resolvedores proporcionan cálculos más rápidos y con uso de memoria más eficiente. El resolvedor multinivel algebraico con agregación suavizada (SA-AMG) ha demostrado ser particularmente eficiente para análisis elástico lineal, pero también es aplicable a muchos tipos de análisis. Este resolvedor es muy conservador de memoria, posibilitando correr montajes estructurales con millones de grados de libertad en un ordenador de escritorio o portátil estándar.

Simulación acústica termoviscosa resuelta con el resolvedor de descomposición de dominio. Se muestran la aceleración local, presión acústica total y densidad de disipación de potencia termo-viscosa. Este modelo de COMSOL® es utilizado para diseñar micrófonos y altavoces utilizados en productos de consumo, como teléfonos inteligentes, tabletas y portátiles. Consta de 2.5 millones de grados de libertad y requiere 14 GB de RAM para ser resuelto. Previamente se necesitaban 120 GB utilizando un resolvedor directo.
El resolvedor de descomposición de dominio se ha optimizado para manejar modelos multifísicos grandes. “El resolvedor de descomposición de dominio proporciona a los especialistas en simulación una tecnología robusta y flexible para calcular más eficientemente aplicaciones multifísicas fuertemente acopladas que previamente requerían un resolvedor directo consumidor de memoria,” dice Jacob Yström, Director Técnico del departamento de análisis numérico de COMSOL. “Utilizando este resolvedor, los clientes se beneficiarán de la eficiencia mejorada al correr los modelos en ordenadores, clústeres, o cuando lo combinen con otros resolvedores como el resolvedor multinivel algebraico con agregación.”
Ahora se dispone de un Nuevo resolvedor explícito basado en el método Galerkin discontinuo (DG) para acústica en el dominio del tiempo. “Combinando el método Galerkin discontinuo con las nuevas capas absorbentes en el dominio del tiempo, ofrece un nivel de eficiencia de memoria que permitirá a nuestros clientes realizar simulaciones más realistas que nunca, para un tamaño de memoria dada” dice Mads Jensen, Director Técnico de Producto, Acústica.
El complete conjunto de herramientas computacionales proporcionado por el software COMSOL Multiphysics® y su Application Builder permite a los especialistas en simulación diseñar y optimizar sus productos y crear apps para el beneficio de sus colegas y clientes. Las apps de simulación permiten a los usuarios sin ninguna experiencia previa en el uso de software de simulación correr las apps para su propósito específico. Con la versión 5.2a, los diseñadores de apps pueden construir apps incluso más dinámicas donde la apariencia de la interfaz de usuario puede cambiar durante el tiempo de ejecución, centralizar el manejo de usuarios para servir mejor a equipos que trabajen en diferentes países, e incluir hiperenlaces y videos.

Esta app de ejemplo que viene en la Librería de Aplicaciones incluida en COMSOL Multiphysics® y COMSOL Server™, puede ser utilizada para el diseño de un dispositivo de inducción magnética utilizado para el procesado de alimentos.
Las apps pueden distribuirse a través de organizaciones utilizando el cliente para Windows® de COMSOL o un navegador web conectando a una instalación de COMSOL Server™. Esto proporciona una solución rentable para gestionar cómo se utilizan las apps, ya sea por los usuarios de una organización o por los clientes de una organización y clientes en todo el mundo. En esta última versión, los administradores pueden personalizar el aspect visual y el estilo del programa COMSOL Server™ para temas de marca, y configurar el número de aplicaciones prelanzadas para casos de alto uso.

Los Administradoress pueden personalizar el tema visual de la interfaz web de COMSOL Server™. Los colores, logos, y la pantalla de entrada pueden ser personalizados y añadir código HTML para temas de marca.
“Al proporcionar a nuestros clientes la flexibilidad de personalizar el aspect visual y el estilo de su instalación de COMSOL Server, serán capaces de proporcionar una experiencia de marca coherente que sus colegas y clientes serán capaces de reconocer fácilmente y adoptar en sus procesos existentes,” dice Svante Littmarck, Presidente y CEO, COMSOL Inc.
“El Application Builder nos permitió proporcionar a otros departamentos acceso a nuestra app de análisis sin la necesidad de que tuvieran que aprender teoría de elementos finitos,” comentó Romain Haettel, Ingeniero Principal de ABB Corporate Research Center (ABB CRC). “También hemos estado utilizando la licencia de COMSOL Server para distribuir nuestra app a colegas de todo el mundo para testeo. Con esta nueva versión esperamos poder llevar una experiencia de usuario todavía mejor a través de un lanzamiento rápido de una versión con nuestro propio estilo del software COMSOL Server.” ABB es un líder global en la producción de transformadores de potencia y un innovador en la creación y distribución de apps de simulación para su uso mundial.
“Nuestros clientes confían en la robustez y amigabilidad de nuestras soluciones multifísicas para la creación y distribución de apps. Están cosechando los beneficios de este tipo de tecnología implementando flujos de trabajo y procesos más eficientes,” concluyó Littmarck.
La versión 5.2a proporciona nuevas y mejoradas funcionalidades propuestas por los usuarios desde la tecnología del núcleo a condiciones de contorno y librerías de materiales especializadas. Por ejemplo, el algoritmo de mallado tetraédrico que incluye un puntero algoritmo de optimización de la calidad ha hecho más fácil que nunca la creación de mallas gruesas utilizadas para el estudio preliminar de geometrías CAD complicada que disponen de muchas partes delgadas. Las visualizaciones ahora incluyen anotaciones con formato LaTeX, gráficos de superficie de tabla mejorados, exportación VTK y nuevas tablas de colores.
Se ha introducido la histéresis del vector magnético para el modelado de transformadores y material ferromagnético. Ahora se dispone de condiciones de contorno de terminal de dominio para una simulación más fácil de pantallas táctiles y dispositivos MEMS. Las simulaciones de trazado de rayos pueden combiner materials con índice gradual e índice constante en dominios mallados y no mallados. El nuevo gráfico de Aberración Óptica está dedicado a la medición de aberraciones monocromáticas. Para los análisis electromagnéticos de alta frecuencia se dispone de redes de dos puertos, barridos de frecuencia rápidos, y mezcla no lineal de frecuencias.

Simulación numérica de COMSOL® de un medidor de flujo de ultrasonidos de tiempo de vuelo transitorio humedecido. Se muestra la señal de ultrasonidos que se propaga en el dispositivo en diferentes pasos de tiempo. El flujo de fondo en regimen permanente en el medidor de flujo se calcula primero. Entonces se utiliza la interfaz física de Convected Wave Equation, Time Explicit para modelar la señal de ultrasonidas que se propaga en el dispositivo. La interfaz se basa en el método Galerkin discontinuo (DG).
Los ingenieros de diseño y producción de todas las industrias se beneficiarán de la nueva funcionalidad de adhesión y descohesión que analizan varios procesos que involucran contacto mecánico con piezas adheridas o separadas. Una nueva interfaz física para modelar magnetostricción lineal y no lineal también está disponible. Los usuarios de transferencia de calor ahora pueden accede a una base de datos meteorológica de 6000 estaciones meteorológicas y modelar estructuras delgadas de fluido, sólido o medios porosos.
Los usuarios que modelan flujo de fluido con flotabilidad apreciarán la nueva propiedad de gravedad para variaciones de densidad, que simplifican la configuración de aplicaciones de convección natural donde la densidad puede variar dependiendo de la temperatura, salinidad, u otras variables. Las simulaciones de flujo en tuberías ahora se pueden beneficiar de las curvas de bombeo avanzado.
Para las simulaciones químicas se dispone de la reacción de superficie en camas de gránulos reactivos y una nueva interfaz multifísica de flujo reactivo. Los fabricantes y diseñadores de baterías ahora pueden modelar montajes 3D complejos en paquetes de baterías utilizando la nueva interfaz de baterías de partículas. Se proporcionan los comportamientos de descarga y recarga por el modelo de partícula única en cada punto de la geometría. Esto posibilita la estimación de la distribución de densidad de corriente geométrica y el estado de carga local en el paquete de baterías.
Utilizando COMSOL Multiphysics®, Application Builder, y COMSOL Server™, los especialistas de simulación tendrán acceso a un entorno de software completamente integrado para crear aplicaciones que servirá de la mejor forma a su industria específica de una forma dinámica, fácil de usar y rápida de implementar que se puede escalar para un beneficio global.
La simulación por elementos finitos y más aún su aplicación multifísica se han convertido en los últimos tiempos en pieza fundamental para el avance de la ciencia y la ingeniería. No hay consultoría, instituto de investigación o universidad que no recurra a ella para que sus desarrollos puedan avanzar.
Sin embargo la aplicación de estos métodos de simulación en la enseñanza aunque deseables no son triviales. Muchos de los estudiantes de las escuelas de ingeniería o facultades de ciencias no están capacitados para establecer modelos de simulación que les permitan analizar los fenómenos físicos que se les explican a través de cambios de parámetros en el modelo.
Hasta hace poco éste era un gran obstáculo infranqueable que limitaba el uso de estos recursos tan prácticos e imprescindibles para el ingeniero de hoy. Maximizar la eficiencia del proceso de aprendizaje a la vez que se consigue que los estudiantes mantengan su interés en lo que se les está explicando es el objetivo común que cualquier profesor pretende alcanzar en su curso. COMSOL Muliphysics, gracias a su herramienta COMSOL Application Builder permite crear aplicaciones en las que una interfaz fácil de usar enmascara la complejidad del modelo de elementos finitos y permite analizar diferentes variaciones de un proceso mediante el cambio de parámetros de diseño elegidos por el usuario.
En los cursos basados en la física y la ingeniería estas aplicaciones de simulación ayudan a igualar el balance entre complejidad, eficiencia e interés del estudiante, con la introducción de conceptos complejos a los alumnos en un formato simplificado.

En cualquier estudio de simulación existen teorías y físicas complejas que deben ser consideradas para obtener resultados realistas y precisos. Lo que realmente es único en las apps de simulación es que son capaces de incorporar estos elementos en el modelo subyacente mientras se esconden esas complejidades detrás de una amigable interfaz. Estas capacidades proporcionan a aquellos usuarios sin competencias en simulación la habilidad de establecer sus propios análisis numéricos, a la vez que mejoran su comprensión de varios métodos.
Dentro del contexto universitario, las apps de simulación se están convirtiendo en una potente herramienta para introducir a los alumnos en conceptos complicados y que avancen en sus conocimientos de modelado. Lo mejor es que a medida que los estudiantes continúan con sus estudios, los profesores pueden aprovechar la flexibilidad de Application Builder e incorporar mayor complejidad en el diseño de sus apps para ir avanzando más en sus aprendizajes.
En el blog de COMSOL se pueden conocer muchos ejemplos de usos de las apps de COMSOL y cómo éstas pueden utilizarse para formar a la próxima generación de científicos, ingenieros e investigadores.