COMSOL Multiphysics^® 6.1 Release Highlights

Ray Optics Module Updates

Für Nutzer des Ray Optics Module bietet COMSOL Multiphysics^® Version 6.1 eine neue Funktion zur Berechnung von Fluenzraten, eine verbesserte Pseudozufallszahlengenerierung (PRNG) und zusätzliche Materialien in der Optical Material Library. Lesen Sie unten mehr über diese und weitere Updates.

Berechnung der Fluenzrate

Die Fluenz ist definiert als die Menge an Strahlung, die auf einen kleinen kugelförmigen Detektor an einem beliebigen Ort im Simulationsbereich trifft, geteilt durch die Querschnittsfläche eines solchen Detektors. Für die Berechnung der Fluenzrate steht jetzt eine neue Gebiet-Akkumulator-Funktion, Fluence Rate Calculation, zur Verfügung. Diese Funktion ist bei der Simulation von ultravioletten (UV) Reinigungssystemen sehr nützlich, da sie zur Vorhersage der Menge an UV-Strahlung verwendet werden kann, die von Bakterien und anderen Krankheitserregern absorbiert wird, wenn sie sich an einer UV-Strahlungsquelle vorbei bewegen.

Sie können sich diese neue Features in den neuen Tutorial-Modellen Annular Ultraviolet Reactor und Annular Ultraviolet Reactor with Particle Tracing ansehen.

Slice Plot der Fluenzrate in der Umgebung einer UV-Lampe. Ein kleiner Teil der Strahlen ist ebenfalls dargestellt.

Verbesserte Generierung von Pseudozufallszahlen

Das Ray Optics Module enthält vielfältige Funktionalitäten, die PRNG nutzen, wie zum Beispiel:

• Monte-Carlo-Modellierung der Lichtextinktion in Teilchen-beladenen Medien
• Diffuse und isotropische Streuung
• Oberflächennormale Störungen für die Modellierung rauer Ränder
• Konditionale Interaktionen zwischen Strahlen und Rändern

Die in diesen Beispielen verwendeten PRNG-Methoden wurden verbessert und sind weniger anfällig für Korrelationen zwischen Zufallszahlen, die im Idealfall unkorreliert sein sollten. Dazu gehören zufällige Randbedingungen, die auf verschiedene Strahlen wirken, sowie unerwünschte Korrelationen zwischen zufällig erzeugten Vektorkomponenten. Das bestehende Tutorial-Modell Solar Dish Receiver demonstriert diese neue Verbesserung.

Reflektierte Strahlen von einer Parabolschüssel, einschließlich der Auswirkungen der Sonnen-Randverdunkelung und der Oberflächenrauhigkeit. Das Rauheitsmodell wendet eine pseudozufällig generierte Störung auf die Oberflächennormale an, wenn es die Richtung der einzelnen freigesetzten Strahlen initialisiert.

Nur Akkumulierte Variablen in der Lösung Speichern

Je nach Anwendung können die akkumulierten Variablen (wie zum Beispiel die deponierte Strahlleistung oder die Fluenzrate innerhalb eines Gebiets) wertvollere Informationen sein als die Position und Richtung der einzelnen Strahlen. Sie haben jetzt die Möglichkeit, nur die akkumulierten Variablen in der Lösung beizubehalten und die mit den Strahlen verbundenen Freiheitsgrade zu verwerfen, was die Dateigröße reduziert. Sie können sich diese Funktion in den neuen Tutorial-Modellen Annular Ultraviolet Reactor und Annular Ultraviolet Reactor with Particle Tracing ansehen.

Einstellungen für das Interface Geometrical Optics, wenn nur die Fluenzrate in der Lösung gespeichert wird (nicht die einzelnen Strahlenpositionen), um die Dateigröße zu reduzieren.

Optical Material Library Updates

In der Optical Material Library, die im Ray Optics Module und im Wave Optics Module verfügbar ist, wurden die Gläser aus Quarzglas und i-line der Ohara Corporation hinzugefügt. Im Vergleich zu anderen Gläsern haben Quarzglas- und i-line-Gläser im Allgemeinen eine höhere Durchlässigkeit bei ultravioletten und UV-nahen Wellenlängen.

Neue Tutorial-Modelle

COMSOL Multiphysics^® Version 6.1 bietet drei neue Tutorial-Modelle für das Ray Optics Module.

Annular Ultraviolet Reactor

Ein ultravioletter (UV) Wasserreinigungsreaktor. Die Schnittdarstellung ist nach der Fluenzrate im Wasser um die UV-Lampe herum gefärbt.

Application Library Titel:
annular_ultraviolet_reactor
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Annular Ultraviolet Reactor with Particle Tracing

Ein ultravioletter (UV) Wasserreinigungsreaktor mit Teilchenverfolgung. Die Flugbahnen der Teilchen durch den UV-Reaktor sind nach ihrer Kumulativdosis gefärbt. Der Slice Plot zeigt die Fluenzrate im Wasser.

Application Library Titel:
annular_ultraviolet_reactor_particle
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Ray Optics Modeling of a Fresnel Lens

Vergleich der Strahlenkollimation in einer Fresnel-Linse (links) und einer plano-konvexen Linse (rechts).

Application Library Titel:
ray_optics_modeling_fresnel_lens
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