研究背景

COMSOL Multiphysics作為多物理場仿真領域的高端軟件，可允許用戶通過建立數學模型來模擬和預測現實世界中的各種物理現象。將圖片導入COMSOL軟件進行建模，根植于現代科學研究和工程設計對高效、準確模擬技術日益增長的需求，它允許用戶基于圖像數據快速創建復雜幾何模型，進而進行結構分析、流體動力學模擬、熱傳導研究等。利用照片或CT掃描圖像來重建有限元模型，不僅提升了研究與設計的精度和效率，也為解決實際問題提供了更為靈活和強大的手段。

 

建模教程

選取一張需要導入的圖像，圖像應清晰且不同區域界限分明，如果圖片需要預處理，可采用AF多尺度孔隙處理軟件 進行處理。這里以下圖為例。

 

利用CAD圖像導入插件將圖片導入到AutoCAD軟件內形成邊界的二維線條。插件內點擊【選擇】，選擇需要導入CAD的圖像文件，【邊界提取】參數選擇“白色”，【繪圖模式】選擇“平滑”，并將平滑設置為“8”，點擊【運行】，進行圖片導入AutoCAD。CAD圖建立后另存為.dxf格式文件，以備COMSOL導入。關于插件中參數設置的原理可查看：http://www.yqgqt.org.cn/post/1944296

 

打開COMSOL軟件，選擇【模型向導】-【二維】，選擇你需要的【物理場】，并添加【研究】，點擊【完成】。

選擇【幾何】-【導入】，在【文件名】下點擊【瀏覽】，選擇保存的.dxf文件，點擊【導入】。

選擇【形成聯合體】，點擊【構建選定對象】。

 

由于需要建立的模型是原圖中的黑色部分，因此需要繼續進行下面操作。選擇【幾何】-【矩形】，【寬度】、【高度】參數設置與原圖的分辨率相同，點擊【構建選定對象】。

選擇【幾何】-【布爾操作和分割】-【差集】，【要添加的對象】選擇矩形，【要減去的對象】選擇所有剩余的部件，點擊【構建選定對象】。

如果尺寸單位與需要的尺寸有差異，可通過【幾何】-【變換】-【比例因子】，選擇【輸入對象】，并設定【因子】。

選擇【網格】-【構建網格】-【全部構建】。

COMSOL導入圖像建立的模型可進行有限元仿真模擬。