COMSOL計算平均曲率

笛卡爾坐標下平均曲率表達式可以簡寫成:

001m4agRzy6NdzrWc8i72&690.png
參考: Stanley Osher, Ronald Fedkiw,Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces,2002,P12
網格的單位法向量 N = (n1,n2,n3),在COMSOL中分別為 (nx,ny,nz)

因此理論上COMSOL計算曲率方程為 kappa = nxx+nyy+nzz。

但是由于軟件沒有對  nx ny nz進行進一步差分,所以需要引入輔助變量來計算 nxx nyy nzz。

以2D為例:

使用 Weak Form Boundary PDE模塊 選擇需要計算的曲線,定義變量 norm1, norm2.

方程中填入:

001m4agRzy6NdzZqA3Bcf&690.png
定義邊界輔助變量 kappa = norm1Tx+norm2Ty
001m4agRzy6NdAxqFbie0&690.png

比如計算一個擴張的圓的曲率,理論曲率 為 1/R:

001m4agRzy6NdAObBj93f&690.gif

其曲率變化,使用了自適應網格,數值略有跳躍,但吻合度還是不錯的:

001m4agRzy6NdAPIbXf95.png

文章源自:天樂樹的博客


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