高压气体放电灯（HID）的多物理场仿真[5]：
依据HID灯的多物理场过程和HID灯的典型结构和参数，利用COMSOL软件建立HID灯的多物理场模型，主要分为以下几个步骤：
（1）全局定义，主要是定义整个建模过程中用到的物理参数，方便用户修改和检查。
（2）几何图形绘制，根据之前查阅的几何结构尺寸，绘制模型的几何结构，绘制好几何结构后，可依据模型的材料属性，可以在COMSOL材料库中添加，也可以自己定义材料属性。
（3）物理场添加，物理场添加是整个建模过程的核心，依据模型的物理场过程，选择并添加适合的物理场。
（4）网格剖分，网格剖分是有限元求解计算的重要部分，网格单元的大小尺寸决定计算结果的精度和准确性，同时网格密集对计算机的内存要求很高，因此合理的网格剖分尺寸是计算求解的核心。
（5）求解计算，根据模型的大小和网格剖分的疏密程度，计算时间可能为几分钟或者几个小时以上。
（6）可视化处理，结构图出现后，可以在COMSOL中进行图形处理，将结果清晰地呈现在用户眼前。
以下是各个步骤的具体操作过程。
几何模型主要分为三个区域：气体区域、电极区域和灯壁区域。为建立好几何模型，可以在相应的区域内添加材料，COMSOL中可以在材料库中选取材料，用户也可自行定义材料的相关物理属性，本书中自定义了气体区域和灯壁区域材料，具体物理参数按照“全局参数”设置，电极区域选取了材料库中的“钨”。选取好材料后就可以进行下一步“物理场添加”。HID灯简化二维几何模型如图9.4所示。(www.xing528.com)
图9.4 HID灯简化二维几何模型
在实际网格剖分中，要权衡网格疏密程度和计算时间，在计算机内存允许的情况下，设定合理的网格剖分尺寸。对于模型较大的，可以分区域划分，在有源区域或特殊区域剖分密集一些，控制最大最小尺寸。整个区域采用逐步剖分方式，从有源区域到边界区域加大网格尺寸来控制网格数目。对于本书的模型，模型比较简单，所以选择自由三角形网格剖分，最大单元尺寸：4.24 mm；最小单元尺寸：0.024 mm；最大单元生长率：1.3；曲率解析度：0.3；狭窄区域解析度：1。然后点击“构建选定”。网格剖分设置及结果如图9.5中所示。
图9.5 HID灯二维模型的网格剖分
COMSOL软件提供的求解器类型包括：稳态求解器、瞬态求解器、本征值求解器、参数求解器等。本模型选择稳态求解器，选择好求解器后，点击“求解”，右键选择“计算”，等待约30 s，得到二维模型的温度分布图，如图9.6所示。
COMSOL软件可以对结果图形后处理，可以绘制一维绘图组：点绘图、线图、全局图、表图、Nyquist图、直方图等；二维绘图组：面箭头、等值线图、流线图、粒子轨迹等；三维绘图组：切面图、等值面、面箭头图、粒子轨迹等。此外，还可以对点、曲线结果图进行积分后处理、拉伸旋转生成高维度图，甚至可以生成动画等。
图9.6 二维温度分布
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