COMSOL 的语法中,变量 u 对空间的微分,分别默认为用 ut,ux,uy,uz 等来表示,这为仿真提供了极大的便利。那么对变量 u 的空间积分呢?COMSOL 提供了积分耦合变量来实现这一功能。
积分耦合变量分为四种:点(point)积分耦合变量、边(edge)积分耦合变量、边界(boundary)积分耦合变量、求解域(subdomain)积分耦合变量。根据模型的维度,会有相应积分耦合变量。还可以指定得到结果后的作用域,例如全局,或指定某些点、边、边界或求解域。从而可以将对积分耦合变量结果的访问限制在指定的对象上。
求解域积分耦合变量,就是对指定变量或表达式在指定的某个或者某些求解域上做积分,积分的结果赋给自定义的这个积分耦合变量。对于三维仿真,这个积分是体积分;对于二维则是面积分。最典型的应用当属对数值 1 进行积分,可以得到体积或面积。
边界积分耦合变量,就是对指定变量或表示在指定的某个或者某些边界上做积分,积分的结果付给自定义的这个积分耦合变量。对于三维仿真,这个积分是面积分;对于二维则是线积分。对 1 积分可以得到面积或边长。
边积分耦合变量,就是对指定变量或表达式在指定的某个或者某些边上做积分,积分的结果付给自定义的这个积分耦合变量。仅存在于三维仿真中,这个积分是线积分。对 1 积分得到边长。
点积分耦合变量,就是对指定变量或表达式在指定的某个或者某些点上给出它的值。它的最主要用法是将某个点上的结果映射到指定的对象上。
在上面 PID 控制的例子中,指定位置处的浓度 conc 就是一个点积分耦合变量,用来提取点 PT1 处的浓度值。同时,浓度 c 的时间变化率 ct 在 PT1 点的取值,也可以用同样的方法提取出来,付给变量 ctime。