COMSOL變形幾何
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-12
COMSOL變形幾何的視頻教程
Comsol激光燒蝕之變形幾何，詳細(xì)講解
官網(wǎng)博客有展示了一個(gè)comsol變形網(wǎng)格激光燒蝕的案例，但沒有源文件和建模說(shuō)明。 因此，我根據(jù)官網(wǎng)的展示，重現(xiàn)了這個(gè)激光燒蝕的模型，對(duì)其中的設(shè)置和技巧做了視頻演示。在此分享給各位同學(xué)。 學(xué)習(xí)本次視頻，可以幫助大家快速掌握激光燒蝕、變形網(wǎng)格的基本操作，也對(duì)整個(gè)comsol入門有較大幫助。謝謝 。 后續(xù)還有陸續(xù)分享更多案例的視頻，請(qǐng)大家有興趣的可以關(guān)注我哦。
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COMSOL變形幾何的實(shí)例教程
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學(xué)耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p><strong>點(diǎn)擊鏈接</strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/z/551473" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>https://www.yqgqt.org.cn/z/551473</strong></a><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">查看我的主頁(yè)，有詳細(xì)介紹</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">通過(guò)comsol內(nèi)部模型方法進(jìn)行隨機(jī)幾何分布， 參考官網(wǎng)的奶酪模型。</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">相對(duì)于官網(wǎng)，本模型改進(jìn)了代碼，生成不干涉的隨機(jī)分布幾何。
展開 1 Comsol幾何中的組合體和裝配體
Comsol支持兩種幾何體，默認(rèn)的組合幾何體和裝配體，前者很方便地處理內(nèi)部邊界條件問(wèn)題，后者很方便處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建模、網(wǎng)格、以及求解等問(wèn)題。所謂的組合幾何體指重疊的幾何對(duì)象自動(dòng)分解為多個(gè)求解域，其內(nèi)部界面上，幾何結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格以及物理量等自動(dòng)相互“粘合”。裝配體則表示重疊的幾何對(duì)象之間沒有構(gòu)成關(guān)系，因此從本質(zhì)上而言，不存在內(nèi)部界面。
這兩種幾何體各有優(yōu)缺點(diǎn)，組合幾何體是Comsol的默認(rèn)設(shè)定，優(yōu)點(diǎn)在于：在材料非連續(xù)處，物理量自動(dòng)連續(xù); 在材料界面處，自動(dòng)得到高精度解; 在材料界面處，自動(dòng)確認(rèn)網(wǎng)格單元和節(jié)點(diǎn)其缺點(diǎn)在于：網(wǎng)格越細(xì)，內(nèi)存開銷越大; 對(duì)大的CAD模型網(wǎng)格剖分比較困難反過(guò)來(lái)，裝配體的優(yōu)點(diǎn)則在于：在材料界面處可有意定義物理量不連續(xù)，例如接觸阻抗; 對(duì)大的CAD模型網(wǎng)格剖分比較容易; 網(wǎng)格越粗，計(jì)算越快（但精度越低）;裝配體的缺點(diǎn)：需要更多的手工操作 ; 為了保證足夠的高精度，需要注意邊界上的網(wǎng)格密度。
通常，Comsol默認(rèn)使用組合幾何體，因?yàn)檫@種情況下內(nèi)部邊界可以采用默認(rèn)的連續(xù)邊界。有時(shí)候，幾何結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，采用組合幾何體時(shí)容易出現(xiàn)內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，或幾何結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分有較大的差異（如薄殼與厚板等），或采用簡(jiǎn)化的方法模擬膜、殼等結(jié)構(gòu)時(shí)需要設(shè)定該簡(jiǎn)化邊界為阻抗型邊界條件，或不同的求解域需要剖分成不同的網(wǎng)格，或采用ALE框架模擬旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等的情況下，可采用裝配體。
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編輯 | 電子F430
文案 | 小蘇
審核 | 趙佳樂(lè)
展開 最近我們提出了一種快速改變現(xiàn)有噴嘴幾何形狀的方法。首先需在CAESES中導(dǎo)入STL格式的幾何文件。下圖顯示了我們用于局部變形的噴嘴模型：
典型噴嘴的幾何形狀
CAESES可以將自由變形（Free Form Deformation）應(yīng)用到已有幾何當(dāng)中。我們需要做的就是：在噴嘴周圍創(chuàng)建一個(gè)控制體，并定義一些擴(kuò)展策略。通過(guò)這種方式，可以擴(kuò)大噴嘴的尺寸，甚至可以完全改變其形狀。雖然這個(gè)功能在工業(yè)設(shè)計(jì)中會(huì)存在一些局限性，但我們也一直在努力讓它的設(shè)置變得更為靈活多變。以下是一個(gè)控制體設(shè)置的相關(guān)示意圖，為了可視效果我們隱藏了外部的幾何結(jié)構(gòu)：
對(duì)噴嘴建立自由變形
在接下來(lái)的步驟中，我們以擴(kuò)展系數(shù)定義為設(shè)計(jì)變量，以便后續(xù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化研究。下圖顯示了變形控制及其幾何變形效果：
變形控制體改變引起幾何變化
一旦完成噴嘴的設(shè)置，我們便可以將這些應(yīng)用到其他噴嘴模型上，即其他方案也可以實(shí)現(xiàn)同樣的變化。我們已將整個(gè)流程都交付給了負(fù)責(zé)幾何變形的工程師。作為這個(gè)領(lǐng)域的專家，他會(huì)根據(jù)自己的技術(shù)要求和限制，繼續(xù)做一些微調(diào)。最后，他會(huì)運(yùn)行優(yōu)化計(jì)算，整個(gè)過(guò)程是完全自動(dòng)化的（幾何變化/耦合/CFD分析）。
展開 隨機(jī)圓
隨機(jī)橢圓：
[圖片]
COMSOL變形幾何的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
COMSOL變形幾何的最新內(nèi)容
本案例為COMSOL模擬堵塞血管支架流動(dòng)、堵塞血管超彈性動(dòng)脈壁支架擴(kuò)張過(guò)程、擴(kuò)張變形動(dòng)脈壁的血液流動(dòng)。
主要對(duì)支架擴(kuò)張前后，血液流動(dòng)分析，針對(duì)擴(kuò)張前進(jìn)行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴(kuò)張后血管的流固耦合分析，收費(fèi)內(nèi)容包含四個(gè)文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴(kuò)張過(guò)程模擬文件、對(duì)擴(kuò)張后的模型進(jìn)行導(dǎo)出并重新劃分網(wǎng)格并對(duì)其血液流動(dòng)進(jìn)行模擬，三個(gè)仿真模擬文件（包含結(jié)果）和PPT。
01 配置COMSOL with MATLAB 路徑
軟件在安裝的過(guò)程中可以配置COMSOL with Matlab。安裝到此路徑時(shí)將MATLAB對(duì)應(yīng)的安裝包路徑粘貼進(jìn)去即可。
圖 1 軟件安裝路徑配置
02 啟動(dòng)COMSOL with MATLAB
安裝完成后，桌面會(huì)顯示COMSOL with Matlab圖標(biāo)，雙擊圖標(biāo)，會(huì)啟動(dòng)MATLAB進(jìn)行調(diào)用。
在DED（Directed energy deposition定向能量沉積，下述簡(jiǎn)稱DED）增材工藝過(guò)程中，由于零部件的重復(fù)加熱，極易產(chǎn)生部件的變形問(wèn)題。借助專業(yè)的金屬定向能量沉積仿真軟件Simufact Welding，能夠?qū)δ繕?biāo)件進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬，在得到變形結(jié)果后輸出反變形補(bǔ)償結(jié)果，從而大大減少必要的實(shí)際物理試驗(yàn)次數(shù)，降低企業(yè)成本。
Simufact Welding沉積3D打印仿真
1 Comsol幾何中的組合體和裝配體
Comsol支持兩種幾何體，默認(rèn)的組合幾何體和裝配體，前者很方便地處理內(nèi)部邊界條件問(wèn)題，后者很方便處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建模、網(wǎng)格、以及求解等問(wèn)題。所謂的組合幾何體指重疊的幾何對(duì)象自動(dòng)分解為多個(gè)求解域，其內(nèi)部界面上，幾何結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格以及物理量等自動(dòng)相互“粘合”。裝配體則表示重疊的幾何對(duì)象之間沒有構(gòu)成關(guān)系，因此從本質(zhì)上而言，不存在內(nèi)部界面。
這兩種幾何體各有優(yōu)缺點(diǎn)
Comsol固體傳熱和變形幾何模塊耦合模擬納秒超快激光燒蝕，飛秒多脈沖激光可用PDE雙溫方程和事件耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)激光燒蝕模擬。
力學(xué)模型
模型計(jì)算為圓柱體試件軸壓模型，在軸向荷載作用下應(yīng)力分布的計(jì)算。
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幾何生成
采用CAD Voronoi3D插件在AutoCAD內(nèi)直接生成三維Voronoi，其計(jì)算參數(shù)如下：
模型生成后刪除晶格部件，并對(duì)晶粒進(jìn)行一步平滑處理：
新建外部圓柱體部件，并與晶粒進(jìn)行差集操作，形成多孔骨架支撐結(jié)構(gòu)，同時(shí)可查看各部分的體積（MASS命令
comsol相場(chǎng)法模擬水池注水大變形
comsol稍微難點(diǎn)的幾何建模情況我遇到過(guò)三種
第一種是sem圖拍攝的納米島
第二種是多個(gè)重復(fù)的納米材料按TEM圖分布
第三種是超表面中超透鏡陣列建模
本文重點(diǎn)介紹第一種，值得注意的是第一種方法仿真實(shí)用性我覺得幾乎為0，只是單純的畫出來(lái)做個(gè)示意圖，但會(huì)用到一些comsol中比較有趣的功能。
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