Matlab 与模拟产品(例如 ANSYS 和 COMSOL)

Question

这可能是问这个的错误地方，但我在 SE 网络上找不到更好的地方。 我曾短暂地使用过 Matlab 和 Ansys，从我学到/可以收集到的知识来看，Matlab 是一种编程环境，具有执行常见数学、可视化和分析操作的功能。您主要以文本方式(.m 文件)编写程序或使用 Simulink 生成流程图(基于模型的开发)。另一方面，Ansys 是一个主要的仿真环境，只需使用 GUI(3D 模型、物理域、配置、显示设置)就可以完成很多工作，您可以在仿真引擎的各个点添加方程以进行修改仿真流程。

我所理解的都是粗略的，仅作为概览。谁能给我一个 Matlab 和 Ansys(或任何其他仿真产品，如 COMSOL)之间合适的真实世界比较，让我们了解何时使用哪个系统，以及每个系统的弱点。

Answer 1

我没有用过 Ansys，但 Ansys 经常与 Comsol 进行比较，我已经使用 Comsol 和 Matlab 多年。

Matlab:

• 编程语言和运行它的环境。这意味着它可以做任何事情(任何其他编程语言都可以做)。与其他语言相比，它的亮点是什么？

  • 数百个用于处理矩阵的内置函数。例如，在一个项目中，我需要做简单的矩阵代数(加、乘、缩放矩阵)，还需要奇异值分解。 SVD 不是你可以用 50 行代码编写的东西，所以我需要一个现成的库。当时我使用了一个 Java 库，并编写了自己的代码来表示矩阵并对它们进行矩阵代数运算。那是几百行代码。如果我使用 Matlab，那将是大约十行代码，因为所有代码都在那里。我只需要键入 help svd 即可了解如何使用它。但是，如果您不需要这些，请不惜一切代价远离 Matlab!有更好的免费语言。

  • 非常适合用作始终在桌面上打开的计算器，并且可以进行粗略式计算。

  • 绘制图表。许多学者推荐 Matlab 作为制作出版质量图形的首选工具。这些可以导出为 PDF 并导入到 Inkscape 中进行进一步编辑。最好的是，绘制图形的命令可以放在脚本文件中，然后可以根据需要更改其中的部分内容，与手动绘制图形相比(假设您想更改用于表示数据点的轴或符号)。

  • 就我个人而言，我也将它用于曲线拟合。它有许多工具箱，其中一个工具箱非常简洁，可以让我找到为一组数据点建模的方程式。

康 Solr :

• 使用有限元法 (FEM) 求解复杂域上的偏微分方程 (PDE) 的专用工具。这听起来可能晦涩难懂，但许多现实世界的工程需要简化为这一点。比如:

  1. 在具有复杂真实几何形状的土木工程结构中查找载荷、应力和应变(当强风吹到建筑物或桥梁上时会发生什么？)

  2. 电流如何在特定导电物体中流动？

  3. 各种工业 react 器中的化学 react 。

  4. 发电机(磁铁在线圈中旋转)设计的功率效率是多少？

  5. 如何在形状不平凡的房间内布置空调出风口，以实现良好的温度分布和良好的效率？

  6. Comsol 与任何其他可以处理任意方程的 FEM 工具一样，可以处理多物理场，这意味着，例如，可以求解电池的化学性质，以及温度和压力，以及如何求解反馈到化学 react 中(加速或减慢)。与需要提供方程式的工具相比，在 Comsol 中，解决大多数问题所需的大部分内容已经存在，只需选择并应用到几何体中，几何体也内置于 Comsol 中。还可以引入任意描述的方程。

• 对这些物理物质行为方式的物理描述称为 PDE。

• 一旦 Comsol 解决了一个问题，就可以将数据导出到 Matlab 中进行后处理，Matlab 具有更通用的工具来处理数据和制作各种绘图。