Kontaktperson COMSOL:
Bernt Nilsson
E-post: bernt@comsol.se
Tel: 08-412 95 17

Ladda ner högupplösta bilder
Ladda ner pressmeddelandet i Word format

Traditionella tekniska beräkningsprogram är optimerade för att lösa problem inom vissa speciella tillämpningsområden som exempelvis strömningsmekanik, hållfasthet eller elektromagnetism. En vanlig missuppfattning är att ett mer generellt och användarvänligt beräkningsprogram som hanterar all typ av fysik har sämre prestanda. Utvecklare på COMSOL har dock lyckats uppnå den snabbhet och noggrannhet som kännetecknar specialprogram genom att målmedvetet fokusera på hög prestanda i den nya versionen av multifysikpaketet FEMLAB 3.0a. Oberoende benchmark-tester bekräftar att FEMLAB 3.0a nu täpper till den prestandaskillnad som tidigare kunde noteras mellan dessa två klasser av beräkningsprogram.

FEMLAB är ett multifysikpaket som möjliggör modellering av fysikaliska fenomen som beskrivs av partiella differentialekvationer (PDE:er). Det är just fokuseringen på att lösa PDE:er som gör FEMLAB effektiv för lösning av ett stort antal olika problemtyper.
”Vi såg ingen anledning varför generalitet och flexibilitet skulle behöva innebära en försämring i prestanda jämfört med andra specialdesignade program,” förklarar Svante Littmarck, VD för COMSOL Inc. ”Det handlar ju om att lösa PDE:er oavsett om man jobbar med strukturmekanik, strömningsmekanik, elektromagnetism eller akustik.” ”Resultat från tidigare benchmark-tester har använts för att identifiera flaskhalsar i koden, som nu har lösts i den senaste versionen, FEMLAB 3.0a”, tillägger Littmarck.

Benchmark-projekt skall ledas av oberoende grupper genom användning av vetenskapliga metoder under icke-partiska förhållanden. FEMLAB 3.0a utvärderades av två oberoende forskningsgrupper – Parallelldatorcentrum (PCSI) på Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm och Matematikcentrum på Lunds Tekniska Högskola. De publicerad rapporterna ger detaljer kring jämförelser mellan FEMLAB 3.0a och de konkurrerande specialpaketen ANSYS och Fluent.

De kompletta rapporterna finns tillgängliga på Internet:

• Benchmark of FEMLAB, Fluent and ANSYS
  by Olivier Verdier, Lund Institute of Technology, Centre for Mathematical Sciences and Numerical Analysis http://www.maths.lth.se/na/staff/olivier/BenchmarkReport2.pdf
• Benchmarking FEMLAB 3.0a: Laminar Flows in 2D
  by Michael Hanke, Royal Institute of Technology (Stockholm), Department of Numerical Analysis and Computer Science, Parallel and Scientific Computing Institute. http://www.psci.kth.se/Activities/Reports/Results/2004/benchm.pdf

Studierna inriktar sig på välkända problem där tydliga och fastslagna referensvärden existerar. Vid testerna inom strukturmekanik användes välkända problem publicerade i NAFEMS (National Agency for Finite Element Methods and Standards) och i ANSYS-manualen. Prestanda inom fluiddynamik jämfördes med modeller hämtade från teknisk litteratur. Rapporterna ovan beskriver de testade problemen, förklarar tillvägagångssätten och redovisar resultaten med den grad av detalj som behövs för att användaren ska kunna reproducera och verifiera resultaten.

Följande tabeller ger en översikt av valda resultat från benchmark-testerna. Noggrannhet, beräkningstid och maximal minnesåtgång har studerats noggrant. Studierna visar den tids- och minnesåtgång som krävs för att uppnå en förutbestämd noggrannhet för varje typ av problem. Siffran som anger noggrannheten är logaritmen av den relativa avvikelsen från ett referensvärde. Ju högre värde desto högre noggrannhet. Ett värde på 1.0 motsvarar 90% av rätt värde, ett värde på 2.0 ger på motsvarande sätt 99%, 3.0 99.9% och så vidare. Antalet frihetsgrader är ett mått på problemens storlek.

 

Strukturmekanik:

Elliptiskt membran; linjär elastisk analys av spänning i y-riktningen

För denna modell är storleken på problemet och CPU-tiden för att lösa problemet i stort sett likvärdiga mellan FEMLAB och Ansys, men mindre minne förbrukas av FEMLAB som dessutom uppnår högre noggrannhet i slutresultatet.

 

Strukturmekanik:

Inbyggt platta; linjär elastisk analys av förskjutning och huvudspänning

Här är problemens storlek nästan identiska. Jämfört med konkurrenten uppvisar FEMLAB samma noggrannhet för huvudspänningen och högre noggrannhet hos förskjutningen med klart mindre minnesåtgång och ungefär samma beräkningstid.

 

Fluiddynamik:

Laminärt flöde runt en cylinder i 2D. Cylindern är placerad något osymmetrisk i en kanal. Därför uppstår en lyftkraft, mätt som en lyftkoefficient. Motståndskraften hos cylindern mäts som en motståndskoefficient.

För denna jämförelse är storleken på problemen i stort sett lika. Även om modellen i FEMLAB använder mer minne än Fluent är resultatet i FEMLAB mycket mer noggrant och kräver mindre beräkningstid än konkurrenten.

“Vi är mycket stolta över att vårt generella multifysikpaket når upp till den prestanda som forskare och ingenjörer förväntar sig från mer specialiserade program” säger Svante Littmarck. ”Benchmark-tester är av stort värde inom ingenjörsvärlden och speciellt för COMSOL. Vi ser fram emot den här typen av tester i framtiden vid vår forsatta utveckling av FEMLAB.”

COMSOL bildades år 1986 och har idag ca 120 anställda med en omsättning på 174 Mkr år 2003. Företaget har dotterbolag i USA, Tyskland, Frankrike, England, Finland, Norge och Danmark samt tretton internationella distributörer av FEMLAB.

FEMLAB är ett programsystem för modellbyggnad och simulering av multifysik. Syftet med FEMLAB är att tillhandahålla virtuella prototyper för att accelerera utveckling av nya produkter och teknologier. Tillämpningar finns inom exempelvis värmeledning, strömningsmekanik, hållfasthet, elektromagnetism och kemiteknik.