COMSOL2-几何建模和CAD导入

几何内核几何内核在数学上比较复杂如果几何是在COMSOL里面那么可以直接使用如果不是用CAD内核导入。单击模型开发器里面的几何几何表示几何对象和实体就是点构成边边构成面面构成域几何创建的维度与具体创建模型维度有关几何节点下面有很多设置单位不能搞错所有的几何操作其实定义在几何序列上面所谓的序列有先后顺序的不能随意改动单击一下几何下面任何一个节点可以看到设置里面有构建选定对象和构建所有对象如果点击构建选定对象会把该节点以及之上的节点全部构建如果单击构建所有对象几何所有节点都会被构建如果创建的模型是三维的这里的圆角和倒角必须要有设计模块如果是二维的就不需要设计模块层操作对网格剖分是有影响的。在电磁波下会应用到完美匹配层对网格是有特殊要求的就需要层操作的方法来生产几何对象的二维变三维右键几何单击工作平面在平面几何新建一个圆通过拉伸的方法右键工作平面单击拉伸得到一定高度的圆柱体还有旋转的方法右键单击几何选择回转旋转轴不能和几何对象相交的需要移动旋转轴将设置里面的旋转轴下的旋转轴上的点xw改为-3得到对应的环扫掠的话需要一个边右键几何更多素材通过多边形的方法创建右键几何单击扫掠先把扫掠的面进行选中然后选中要跟随的边点击构建得到圆柱体右键几何更多体素选择参数化曲线定义螺旋线重新设置圆的位置xw3右键扫掠启用并下移参数化曲线下面因为一定要有边才能有面并选择扫掠的面以及跟随的边右键几何选择变换旋转设置角为60度保留输入对象点击构建所有对象在几何下面再创建一个工作平面添加二维组件如果前面有三维组件而且有工作平面右键几何点击横截面布尔操作并集交集差集组合等右键几何依次添加圆柱体球体圆锥体并修改圆锥体位置x1右键单击几何布尔操作和分割点击交集布尔操作里面的组合设置公式圆柱体先跟球体做一个差集再跟圆锥体做一个交集分割操作简化网格用到比如这个边没有到底对后续做网格会产生影响右键几何单击工作平面用工作平面来切割默认是快速改为面平行选中跟这个面平行的面右键几何选布尔操作和分割点击分割对象分割方式选择工作平面水平方向被切开了但是垂直方向没有被切开右键几何单击分割域选择延伸面去构建这样就分割成好几块了右键几何选择变换右键几何选择转换转换里面有个很好用到功能重新新建二维模型比如画一个矩形宽度改为2选择多边形加两条线如果用转换功能可以把它转换为实体只要是封闭的就可以转换成一个仿真域右键几何单击球体更改层厚度为0.2点击构建点击线框渲染要是删除几何对象可以用删除实体操作删除内部域通过鼠标滚轮方法构建对象右键几何单击圆柱体半径0.4高度为3z为-1.5点击构建关掉线框渲染右键圆柱体单击生产副本x改为-1.5z改为0轴类型为x轴旋转90度继续右键圆柱体生成副本将x改为0y改为-1.5轴类型改为y轴右键几何选择布尔运算和分割点击差集用球体减去3个圆柱体构建对象新建一个三维组件右键几何新建一个圆柱体半径为1高度为0.2右键几何单击圆锥体底半径为0.6高度为0.5顶半径为0.3右键几何单击圆柱体半径为0.25高度为1右键几何单击圆柱体半径为0.05x为0.7右键几何选择变换单击旋转更改角为60度选择角度后面按钮起始值为60步长为60由于选择了保留输入对象停止为300单击替换选择构建在功能区选择几何找到布尔操作和分割选择差集几何与物理场和网格有密切的联系比如不同的区域对材料进行设置不同的边界对边界条件的设置所有的区域或者边界都需要在几何存在这些对象否则无法单独对边界条件设置网格剖分也是一样的对某个部分进行细化联合体对网格进行特殊处理微场进行操作的时候会用形成装配体的选项默认的话都是会形成联合体封闭起来的域会自动形成仿真域新建一个二维添加两个矩形一个矩形的y改为0.5另一个x为0.5y为0.5现在没有形成联合体中间的区域其实被四条边封闭了选中几何点击全部构建形成联合体从域上就可以看得到自动被分成3个域。联合体可以把封闭的区域形成一个独立的仿真域可以单独对这个地方进行材料的设置和网络的剖分右键几何删除序列新建一个圆并点击居中再新建一个圆半径设置为0.5新建一个差集然后用外面的大圆减去里面的小圆再新建一个圆半径设为0.5点击联合体将动作改为形成装配点击选择域可以看到有两个对象在定义下面会出现一致对从数学上虚拟出来一条边相互接触的而不是相互重叠的对象是可以形成装配体的点击对类型可以切换一致对和接触对如果光画几何和网格其实没有太大的作用如果要让一致对齐起作用的话要定义在微场里面添加一个新的物理场右键流体传热选择对单击连续性点击号添加接触对这样就起作用了一些相对运动摩擦等需要用到装配体两个物体相互接触产生滑移运动比如旋转机械磁搅拌器内部有些域是旋转的外面有一个域或一个地方是固定的这个时候也一定要形成装配体因为网格是没有办法去处理的一旦形成装配体之后我们可以看到虚拟出了两个边栏内部的网格是相互独立的右键网格选择自由三角形网格内部设置为非常密集的三角形网格右键网格添加三角形网格外部圆的网格会稀疏很多放大看节点在这个域上是不连续的这种情况下内部的网格不会影响外部的。但如果一旦形成联合体的话每个节点都是连续的这个域的网格在旋转的时候外部域的网格也会跟着旋转如果内部转的很厉害的话外部的网格就会被拉伸的畸变会很厉害模型就无法继续计算下去就会报错如果有旋转域的情况下一定要使用装配体如果是联合体网格一定是连续的如果形成装配体的话网格可以是不连续的也可以是完全不一样的带不带印记点击装配体有一个创建压印可以选择是否勾选装配体可以解决网格畸变但是这些情况不能使用装配体如果强行使用求解误差会很大从几何的角度来说要精确一点但有的时候会带来一些数值上的误差从几何操作时候就需要考虑一定的简化可以对一些角进行圆角化处理在做电场计算时候容易出现数值上的歧义需要把直角进行圆角化处理右键几何单击正方形位置改为居中右键几何单击圆角半径设置为0.2点击构建尤其做CAD导入的时候有些绘制CAD的工程师会加一些标注如果做内部的流场仿真这些标注是没有必要的需要去掉中间层很薄如果我们直接画出来这个地方的网格会非常的密增加计算量我们可以考虑把它直接画出一个面变成二维的直接是两个矩形叠在一起。比如做传热仿真都有薄层电磁场边界条件加到这个面上就可以模拟真实的情况宽高比维度简化接触点可能产生数值上的歧义影响模型的收敛用参数化扫描让距离离得越来越近随着收敛到一定数值就是点接触的结果Livelink优点在Solidworks下对几何的任何修改都会实时反馈到COMSOL里面去同时定义几何这些参数也会被同步到COMSOL里面如果用CAD直接导入那么这个几何就是定型的用Solidwork画的几何很难在COMSOL修改ECAD主要运用在电子元器件里面的导入导入的格式和版本是有要求的对于后面做修复导入几何报错很有帮助有时候用的CAD软件没有办法直接导入到COMSOL里面会要做些格式转换做有限元分析需要注意这些细节对画网格计算量控制都是有帮助的导入的设置右键几何单击导入在源选择三维CAD文件选择长度单位设置修复功能在绝对导入容差自动修复就是上图的绝对导入容差右键几何选择特征去除和修复单击修复/接合至实体单击长条面右侧有一个定位表缩放至选择如果有长条面就会用网格存在删除后就变成一条边如果导入CAD文件如果在CAD文件里面已经做了一些选择也会被livelink到comsol里面去会方便进行设置右键组件下的定义点击选择显式这几个边界后面可能会受到应力分析可以提前选中在做固体力学计算的时候右键选择边界载荷可以在边界选择直接选择显式就可以直接定义总力和压力等设置右键选择单击球半径改为0.2右键选择点击并集层改为边界添加显式和球