COMSOL變形幾何的案例
基于comsol的幾何方法，建立不干涉隨機分布幾何（附代碼） ￥760
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p><strong>點擊鏈接</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，有詳細介紹</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">通過comsol內部模型方法進行隨機幾何分布， 參考官網的奶酪模型。</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">相對于官網，本模型改進了代碼，生成不干涉的隨機分布幾何。
展開 Comsol小技巧| 9-Comsol幾何中的組合體和裝配體
1 Comsol幾何中的組合體和裝配體
Comsol支持兩種幾何體，默認的組合幾何體和裝配體，前者很方便地處理內部邊界條件問題，后者很方便處理復雜結構的建模、網格、以及求解等問題。所謂的組合幾何體指重疊的幾何對象自動分解為多個求解域，其內部界面上，幾何結構、網格以及物理量等自動相互“粘合”。裝配體則表示重疊的幾何對象之間沒有構成關系，因此從本質上而言，不存在內部界面。
這兩種幾何體各有優缺點，組合幾何體是Comsol的默認設定，優點在于：在材料非連續處，物理量自動連續; 在材料界面處，自動得到高精度解; 在材料界面處，自動確認網格單元和節點其缺點在于：網格越細，內存開銷越大; 對大的CAD模型網格剖分比較困難反過來，裝配體的優點則在于：在材料界面處可有意定義物理量不連續，例如接觸阻抗; 對大的CAD模型網格剖分比較容易; 網格越粗，計算越快（但精度越低）;裝配體的缺點：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格密度。
通常，Comsol默認使用組合幾何體，因為這種情況下內部邊界可以采用默認的連續邊界。有時候，幾何結構比較復雜，采用組合幾何體時容易出現內部幾何結構錯誤，或幾何結構的各個部分有較大的差異（如薄殼與厚板等），或采用簡化的方法模擬膜、殼等結構時需要設定該簡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格，或采用ALE框架模擬旋轉運動等的情況下，可采用裝配體。
歡迎關注 ~
編輯 | 電子F430
文案 | 小蘇
審核 | 趙佳樂
展開 噴嘴的幾何變形設計
最近我們提出了一種快速改變現有噴嘴幾何形狀的方法。首先需在CAESES中導入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）應用到已有幾何當中。我們需要做的就是：在噴嘴周圍創建一個控制體，并定義一些擴展策略。通過這種方式，可以擴大噴嘴的尺寸，甚至可以完全改變其形狀。雖然這個功能在工業設計中會存在一些局限性，但我們也一直在努力讓它的設置變得更為靈活多變。以下是一個控制體設置的相關示意圖，為了可視效果我們隱藏了外部的幾何結構：
對噴嘴建立自由變形
在接下來的步驟中，我們以擴展系數定義為設計變量，以便后續可實現自動優化研究。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
一旦完成噴嘴的設置，我們便可以將這些應用到其他噴嘴模型上，即其他方案也可以實現同樣的變化。我們已將整個流程都交付給了負責幾何變形的工程師。作為這個領域的專家，他會根據自己的技術要求和限制，繼續做一些微調。最后，他會運行優化計算，整個過程是完全自動化的（幾何變化/耦合/CFD分析）。
展開 易拉罐受壓變形有限元分析幾何模型 ￥3
幾何模型展示如下
comsol with matlab 隨機幾何模型 ￥50
[圖片]
不同雙重介質幾何模型構建對煤體甲烷壓力、變形的影響
實驗室中煤芯吸附瓦斯過程中，煤芯受到圍壓及甲烷流動的影響在不同位置發生不同程度的變形。常見的煤體模型為雙重孔隙—裂隙介質，在假設過程中，基質系統與裂隙系統的幾何模型重合，即基質與裂隙共用一個幾何模型。本案列嘗試將基質與裂隙分開(模型1），并與基質、裂隙重合時的模型(模型2）進行比較。
圖1 模型1的甲烷壓力、位移、應力、應變分布云圖
圖2 模型2的甲烷壓力、應力、應變分布云圖
圖3 模型1、2AB兩點甲烷壓力變化
圖1、圖2中可以看到，模型1、2的分布云圖存在很大的差異性，這主要與模型的構建不同有關。模型1中靠近注氣孔的裂隙中甲烷壓力首先增大，然后向周圍的裂隙以及基質滲流，直到滲流到整個基質、裂隙中。而模型2中靠近注氣孔的基質、裂隙中甲烷均增大，且裂隙中甲烷壓力增加的速度快，這與基質、裂隙中滲透率不同有關。模型2中基質與裂隙在模型任意位置靠著質量交換維持著聯系，交換速率與兩者的壓差有關，即壓差越大，交換速率越大。模型1基質與裂隙的質量交換只存在基質與裂隙接觸邊界處，相當于滲透率不同的兩個多孔介質串聯在一起。基質、裂隙組合構建不同對甲烷流動、煤體變形產生影響，模型1的甲烷壓力首先在裂隙中滲流，然后逐漸向基質滲流，根據基質、裂隙滲透率的不同，甲烷壓力變化如圖1。AB兩點甲烷壓力變化如圖3所示，其分布趨勢滿足上述分析。模型1、2的位移變形情況，也隨著甲烷壓力分布不同存在差別。以有效應力分析為例：模型1的有效應力在注氣孔邊界存在應力集中，但集中點僅限于部分，基質右下角的應力大于周圍的應力，逐漸向右上變轉移，最后各個位置應力保持一致。模型2的注氣孔附近應力均大于周圍應力，其與模型1存在明顯差異，這就與甲烷壓力分布有很大關系。
從上述模型比較分析來看，基質、裂隙不同的構建方式影響甲烷壓力分布，進而影響煤體變形。
展開 comsol with matlab 隨機幾何 ￥50
隨機圓
隨機橢圓：
Comsol幾何小技巧分享
1、靈活使用移動命令，將幾何關鍵區域放置在坐標原點。
2、通過復制命令，進行非規則陣列。
3、指定幾何在特定截面上的投影。
制作好的截面移動到合適位置做展示。
4、通過布爾命令提取流道，需要從微流體零件中，構建需要分析的流道區域。
創建一個拉伸，將整個器件覆蓋住。
對拉伸部件和原有部件進行求差布爾命令，提取出所需的流道。
5、通過視圖--相機--視圖比例設置，調整展示比例，便于設置。
薄型的幾何，在厚度上進行觀察和設置比較困難，需要特別放大才能看到細節。
通過比例修改 ，放大厚度方向。 放大后可以很清晰看到細節，便于設置。
展開 設計仿真 | 基于Simufact Welding定向沉積增材仿真的幾何變形補償
為方便對比分析，在葉片的凹面和凸面各取了6個點，并提取數據進行了對比，如下表所示：
通過觀察，零部件在打印過程中最大的變形量在高度4mm~12mm范圍上，變形最大在在兩個加強筋之間位置的點位1處，向外凸起約0.46±0.01mm。
反變形補償
為了抑制零部件在打印制造過程中的變形量，使用Simufact Welding 反變形補償功能，將變形后的零部件進行反變形補償。變形與反變形比例縮放示例如下，將計算得到的變形結果放大5倍顯示，再將其反變形放大5倍（5倍是為了更好的演示功能，實際反變形應反向放大1倍左右）。
反變形補償是一種用于抑制變形的好方法，我們從幾何輸入端進行修正，使用反變形補償的方式將未來可能的變形進行反向補償，二者疊加后將得到高精度打印結果。其計算的機理是通過仿真所得的變形結果與原始CAD數模進行比對，然后將差異反向作用在原始CAD模型上，看似得到了一個“錯誤”的幾何模型，但用它進行實際打印，將得到精度非常高的實體零部件。
補償效果
通過進行反變形補償，將得到的CAD數模進行正向仿真分析。
展開 #從odb或stl文件提取變形后的幾何模型插件（三維） ￥199
<p>ABAQUS采用拉格朗日網格計算分析的時候，總是會遇到網格畸變過大導致不收斂的問題，那么這個時候我們網格是通過采用網格的重新劃分就可以解決，對于二維模型的網格重新劃分，我們在前面的帖子已經介紹過了，但是對于三維模型而言，ABAQUS中沒有直接從結果odb提取幾何模型的命令，所以，我們就采用插件更加方便簡潔地提取變形后的幾何模型，具體操作如下：</p><p>1 假如我們獲得了一個odb文件，變形前后的模型如下：</p><div contenteditable="false" width="100%"><div><img src="https://img.jishulink.com/upload/201812/9213d092eabe4d649aa839525bb4a192.jpg" title="a.jpg" alt="a.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201812/9213d092eabe4d649aa839525bb4a192.jpg?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201812/9213d092eabe4d649aa839525bb4a192.jpg?
展開 基于Simufact Welding定向沉積增材仿真的幾何變形補償
為方便對比分析，在葉片的凹面和凸面各取了6個點，并提取數據進行了對比，如下表所示：
通過觀察，零部件在打印過程中最大的變形量在高度4mm~12mm范圍上，變形最大在在兩個加強筋之間位置的點位1處，向外凸起約0.46±0.01mm。
反變形補償
為了抑制零部件在打印制造過程中的變形量，使用Simufact Welding 反變形補償功能，將變形后的零部件進行反變形補償。變形與反變形比例縮放示例如下，將計算得到的變形結果放大5倍顯示，再將其反變形放大5倍（5倍是為了更好的演示功能，實際反變形應反向放大1倍左右）。
反變形補償是一種用于抑制變形的好方法，我們從幾何輸入端進行修正，使用反變形補償的方式將未來可能的變形進行反向補償，二者疊加后將得到高精度打印結果。其計算的機理是通過仿真所得的變形結果與原始CAD數模進行比對，然后將差異反向作用在原始CAD模型上，看似得到了一個“錯誤”的幾何模型，但用它進行實際打印，將得到精度非常高的實體零部件。
補償效果
通過進行反變形補償，將得到的CAD數模進行正向仿真分析。依據補償后的數模進行網格的創建與路徑的微調，其他打印參數將與原始模型保持一致。經調整，原始17.4m的總路徑長度變成了17.8m。仿真結果如下圖所示，反變形補償后，零部件的變形得到了有效抑制。
將原始結果的6個變形位置進行從新提取分析可得，點位2到6的變形量僅在負的0.05mm到0.02mm之間。點位1處的變形量最大，約為0.15mm，但原始變形量0.43mm相對比，已經衰減了約65%。補償前后的變形對比如下表所示。
展開 
comsol with matlab 隨機幾何模型 ￥150
[圖片]
21，在comsol中根據SEM圖繪制幾何模型
如下，是第二種情況，一堆金納米棒根據TEM圖擺放
當然，如果不要按TEM來，要隨機三維擺放也ok，如下
至于第三種情況，超透鏡陣列的幾何繪制，需要在comsol中編寫含for循環的代碼才行。
上面是論文中的SEM圖，下面是comsol的繪制結果，這么多納米柱的三維comsol仿真電腦是跑不動的，二維的話還可以試一試。
COMSOL隨機幾何分布合輯
COMSOL隨機幾何分布合輯
1、comsol with matlab 隨機幾何
隨機圓
隨機橢圓：
2、COMSOL with Matlab連接 隨機裂縫生成
3、matlab隨機生成橢圓裂隙導入comsol
4、二維隨機裂隙-COMSOL
5、如何用MATLAB生成隨機裂隙
6、二維裂隙邊坡模型
7、基于comsol的隨機分布顆粒模型建立方法
我們經常用均一的材料在宏觀模型中進行分析各類物理場，為了進一步能詳細研究材料自身的規律，往往需要進行細觀、微觀方向的研究，各種材料在細觀微觀下呈現出來許多隨機分布的現象，我們在CAE分析初始，必須建立一個充分接近實際情況的幾何模型。
本文主要是介紹其中一類比較普遍的幾何模型，隨機分布的顆粒模型。經常可以看到這些方面在應用：
(1)、在絕緣材料中隨機分布導電顆粒，改善導電、介電性能；
(2)、金屬材料的細觀模型，描繪金屬顆粒之間的晶界，并進行聲學散射研究。
(3)、復合材料中的纖維隨機分布，改善力學、熱學等性能
(4)、土壤中加入隨機分布顆粒，研究滲流、溶質遷移等現象；混凝土的級配，采用隨機顆粒分布來仿真計算
本文基于comsol的模型方法，編寫了一個隨機方向、隨機大小、隨機位置橢球分布的代碼。
8、方法生成不干涉隨機幾何-圓球
9、三維混凝土隨機骨料投放算法
10、基于Matlab的二維與三維隨機裂隙生成
二維隨機裂隙生成
三維
11、基于蒙特卡羅法的二維隨機裂隙模擬Matlab
12、CAD多邊形隨機骨料繪制程序 V2.2
可用于生成多邊形隨機骨料的dwg文件，圖形可進一步導入abaqus、comsol等有限元仿真模擬軟件。
展開 在 COMSOL 中使用零件庫簡化幾何建模
使用自己創建的或者從 COMSOL Multiphysics? 軟件及其附加產品提供的任何零件庫中添加的幾何零件，可以大大簡化和精簡仿真過程中復雜幾何結構的構建。本文我們將向您介紹如何添加和使用幾何零件，以及創建用戶定義的零件庫。
幾何零件和零件實例
使用 COMSOL Multiphysics 創建幾何的 CAD 工具包括許多幾何體素，就是一些基本的幾何形狀，例如塊、圓錐、圓柱、球體、棱錐和圓環等三維幾何。您可以將這些幾何體素組合起來形成更復雜的幾何結構用于仿真。
幾何零件提供了一種重現和參數化這類復雜幾何圖形的方法。當這些圖形被添加為 COMSOL Multiphysics 幾何后，可以簡化幾何創建，提供方便使用的、具有多個參數的零件，用于定制零件的形狀或尺寸。
幾何零件示例：多體動力學模塊零件庫中的斜齒輪零件。
被添加為幾何零件（直接在模型中創建或從零件庫中獲取）后，這些圖像將成為活動幾何中的 零件 實例，看起來就像任何其他幾何特征一樣，成為仿真中定義完整幾何的幾何序列的一部分。在幾何實例的設置 窗口中，通過指定輸入參數 的值來定義零件實例的形狀、尺寸和位置，這些參數用于定義幾何零件以及實例零件的位置和方向(相對于全局坐標系或用戶定義的工作平面)。
在模型開發器的全局定義 下創建幾何零件時，可以訪問用于定義模型組件幾何形狀的幾何序列中提供的同一個 CAD 特征：所有幾何體素；帶有相關拉伸、旋轉和掃描的工作平面；以及其他幾何工具。對于更高級的零件，還可以通過添加If、Else If、Else 和 End If 節點來使用編程，例如，使用一些參數來控制零件的某些方面。此外，您還可以添加 參數檢查 節點來發現錯誤，例如用戶輸入的參數值超出了實際零件的范圍。還可以定義幾何零件的 1D、2D 和 3D 幾何結構。
展開 