COMSOL邊界網格
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
COMSOL邊界網格的視頻教程
UDF獲取邊界網格、區域網格以及邊界網格源項加載
通過UDF的方式，標記某指定邊界上一層網格、某一區域網格，以及實現指定邊界網格上的源項加載，該方法簡單方便，無需單獨劃分網格。同時該方法適用于動網格中實時獲取移動邊界上網格，提取邊界網格參數。
免費 20分鐘 995播放
查看
COMSOL邊界網格的實例教程
貼體網格就是緊挨著壁面畫出流體區域的網格，一般畫幾層六面體結構網格。由于靠近壁面區域的流場梯度較大，所以這些網格厚度要畫的適當小些。這種方法處理的時候，計算精度較高；但是網格處理相對麻煩。
采用浸入邊界法進行網格劃分時，不對流固邊界附近的網格做特殊處理，而是用六面體網格進行劃分。當然對于局部流場梯度較大的區域（例如流固邊界處），也可進行局部的網格加密處理。這種方法下網格處理及其簡單，而且計算精度也能得到一定的保障。
浸入邊界法最早由Peskin提出, 用于模擬血液在可收縮心臟瓣膜中的運動。
浸入邊界法通過分布力源項到N-S方程中來處理復雜邊界, 求解過程可以直接在笛卡爾網格上進行。因此, 網格生成簡單，無需生成貼體網格和處理網格運動與重生。與傳統的貼體網格算法相比, 采用浸入邊界法處理復雜邊界更加簡單, 并且具有較高的計算效率，近年來受到了廣泛關注。
下面采用上述兩種方法對Munk M3型機翼前緣的流場進行計算，并對結果進行對比。
展開 一、前言
粘彈性動力邊界是工程仿真中比較常用，效果也不錯的局部時域人工動力邊界條件，目前已經在ANASYS、ABAQUS和Fssicas等通用有限元軟件中有了較為通用的使用方法，但是在COMSOL這款以多物理場和PDE建模為特色的通用軟件中卻比較少見。因此本帖展示的是本人在COMSOL有限元平臺實現的粘彈性邊界的施加以及地震動輸入的介紹。
本貼采用的驗證算例引用于文獻《黏彈性人工邊界在ABAQUS中的實現及地震動輸入方法的比較研究》-巖土力學與工程學報-馬笙杰等。
下面是建模介紹和模擬結果與文獻結果的對比驗證。
二、模型建立
通過場外垂直入射sv波算例來驗證黏彈性邊界設置和地震動輸入的準確性。在二維無限彈性空間中截取長50m，高50m的有限元區域作為計算區域，設置模型的頂部中點和底部中點作為監測點，如圖1所示，模型材料參數如下：密度為2000kg/m^3,彈性模量：2e8[Pa],泊松比0.25，剪切波速為200m/s，采用四邊形網格單元，網格尺寸為0.5m×0.5m，在模型底部垂直輸入sv波，波形和速度圖像如圖2、3所示。持續時間為0.2s，計算時長為1s，計算時間步為0.001s，瞬態隱式求解，時間進步方法為向后差分。
圖1 二維土體計算模型
圖2 入射波位移時程曲線圖
圖3 入射波速度時程曲線圖
計算結果如圖4、5所示，入射波在經過0.25s之后到達自由表面與反射波疊加，變成入射波位移的2倍，0.4s之后自由地表停止振動（圖中藍色部分為數值震蕩），說明入射波在底部黏彈性邊界處被吸收，沒有二次反射。
展開 在兩個面的情況下，需要傳遞力或者位移，在組件-定義選項中定義一致邊界對或者接觸對。接觸對：兩表面之間可以遠離、緊貼，但不能穿透，每個表面包含區域相對獨立；一致對：兩表面之間貼緊，經過表面的場或量具有連續性。定義對時，需要有源面和目標面，他的選取原則是：
1、源一般選擇剛度（硬度）大，曲率大的物體（剛體的硬度無窮大、直線的曲率為零）；
2、目標一般選擇剛度小，曲率小的物體；
3、選擇優先級：剛度>曲率；
4、目標邊界需要更密的網格，建議：目標的網格單元大小為源的一半（目標比源網格加密一倍）。
螺栓處一致對的設置：
壓電材料添加兩個，域的選擇彼此錯開就行，在材料的本構關系中選擇應力-電荷型，第一個壓電材料設置中坐標系就默認全局坐標系，因為默認情況下材料與空間的Z方向重合；而第二個壓電材料需要一個坐標系與材料的x3軸重合，材料x3軸現在是向下的，因此將坐標系的Z軸轉到下面就行，這里用到的是旋轉坐標系，這個坐標系的運轉方式是Z-X-Z，Euler 角 α、β 和 γ 的圖像，其中 xyz 表示原始坐標系，XYZ 表示旋轉坐標系。按右手定則，先繞Z軸旋轉α角，然后基于新坐標系繞X軸旋轉β角，再基于新坐標系繞Z軸旋轉γ角，即可得到最終的坐標系，這里僅需要輸入β角為pi即可。這里也可以使用基失坐標系，X3軸填-1即可。
展開 1m間距的導體，一邊接地，一邊單位電壓1v，邊界元分析兩個導體表面場強。
現在得到的結果邊界與域中的值不一致，空氣域中1和理論解一致，導體表面只有0.5？
如何讓導體表面與空氣域中的結果一致呢？
COMSOL中的邊界模式分析功能可以分析出光波導入射邊界上的模場分布，為模型添加正確的激勵波源。
三維脊型光波導
光子晶體是周期性排列的不同折射率介質組成的規則光學結構。某個頻率范圍的光波不能在該結構中傳播，也就是說，光子晶體存在帶隙，可以控制光子的運動。一維、二維、三維光子晶體都可以利用COMSOL進行仿真。
三維光子晶體的 Bloch-Floquet 本征模式
四、光器件案例實戰
了解了光器件的發展歷史后，當然要在COMSOL軟件中實戰了。我們以常見的介質波導為例，來看看如何在COMSOL中完成仿真。假設波導的厚度是1mm，芯層折射率為1.5，包層折射率為1。入射光波的波長1550nm，光的偏振方向與仿真平面垂直（TE波）。
對于這類介質波導，可以使用“數值端口”邊界條件來施加激勵，該邊界條件設置為“開”的時候是激勵源，設置為“關”的時候可以模擬電磁波無反射地離開（開邊界）。
1、首先，選擇二維幾何，并使用“電磁波，頻域”接口來仿真，研究類型選擇“頻域”。
2、輸入仿真所需的參數，包括芯層和包層的折射率、波導的幾何尺寸、入射波長、頻率、波數等。
3、將幾何長度單位設置為mm，并創建兩個“矩形”，分別代表芯層和包層。
4、設置第一個“端口”邊界條件，端口類型選擇“數值”，輸入功率保留默認的1[W]
5、設置第二個“端口”邊界條件，端口類型選擇“數值”，此端口的波激勵保留默認的“關”。
如軟件界面所示，以上兩個數值端口邊界都需要“邊界模式分析”研究步驟。
展開 
COMSOL邊界網格的相關專題、標簽、搜索
COMSOL邊界網格的最新內容
多晶材料的宏觀性能來自內部晶粒與晶界的復雜相互作用，而我們在計算中只能截取有限大小的 RVE。如果邊界處理不當，RVE 的響應會被“邊界效應”主導：例如邊界過度約束導致材料顯得過硬，或邊界過度自由導致材料顯得過軟，甚至出現非物理的應變局部化或旋轉模態。這種誤差會直接影響應力–應變曲線、各向異性參數（如 R 值）、晶粒內應變分布和損傷起裂位置等關鍵結論。
周期性邊界條件的目標是：讓 RVE
一、前言
粘彈性動力邊界是工程仿真中比較常用，效果也不錯的局部時域人工動力邊界條件，目前已經在ANASYS、ABAQUS和Fssicas等通用有限元軟件中有了較為通用的使用方法，但是在COMSOL這款以多物理場和PDE建模為特色的通用軟件中卻比較少見。因此本帖展示的是本人在COMSOL有限元平臺實現的粘彈性邊界的施加以及地震動輸入的介紹。
本貼采用的驗證算例引用于文獻《黏彈性人工邊界在
研究目的：利用comsol with MATLAB仿真超彈性材料三維蜂窩網格結構承壓后的穩態效果
模型介紹：利用固體力學和陣列來實現該仿真。
Hypermesh聯合Fluent仿真：教你創建CFD邊界層網格
導言：本教程適合采用Hypermesh作為CFD前處理軟件的新手，主要解決做流體仿真分析時，邊界層網格如何創建，以及內部的四面體網格如何創建的問題，不包含求解器分析部分。
目錄：數據導入、數據清理、網格劃分、網格導出
1、 數據導入
在數據導入hypermesh之前確保一些大的清理步驟，比如塊的創建、切割
一、邊界層概念
邊界層是高雷諾數繞流中緊貼物面的粘性力不可忽略的流動薄層，又稱流動邊界層、附面層。這個概念由近代流體力學的奠基人，德國人Ludwig Prandtl
目錄
1 簡介 2
2 SolidWorks 基本操作和多實體 3
基本的特征建模（自底向上的方式）。 3
SolidWorks 多實體的概念和布爾運算工具。 7
SolidWorks 的曲面實體工具。 12
SolidWorks 的曲線工具。 13
3
<div contenteditable="false" width="100%">
<p><span style="font-family:'楷體';font-size:14.0pt;font-weight:bold;white-space:pre-wrap;">前言</span></p>
<p style="text-indent:24.0pt;white-space:pre-wrap;
計算流體力學（CFD）模型的質量通常由求解問題時所采用的網格質量決定。優質的網格有助于模型收斂、降低內存需求，最終得到精確的解。因此，在求解 CFD 問題時，值得我們投入時間和精力認真創建網格。在本文中，我們將介紹影響網格質量的各種因素以及如何準備用于網格剖分的流體流動模型的幾何結構。
“優質的”CFD 網格由哪些要素構成？
CFD 網格必須滿足兩個基本原則：
CFD-1200: CFD Meshing with Automatic BL Thickness Reduction
1. Load the CFD User Profile
2. Open the Model File
安裝目錄下的： manifold_inner_cylinder.hm 網格文件。
邊界條件 (Boundary Condition)
邊界條件頁簽提供不同的精靈工具來指定邊界條件(BC)到面或元素上。BC僅會在特定分析中被納入考慮，用以描述對象表面的特殊行為或對象間局部的交互作用。能夠指定的BC取決于當下項目的成型類型。
注：某些BC (例如負載與拘束) 需要先生成網格模型 (最終確認) 后才能指定。
選取(Select)
當指定
