利用 CAD 导入模块将 CAD 文件导入 COMSOL Multiphysics^®

运行有限元分析时，清理几何做好分析前的准备与导入几何本身同样重要。“CAD 导入模块”提供必要的工具，用于修复在传输过程中继承了错误的几何，对包含过多细节的几何执行特征去除，并移除会生成不必要细化网格的几何实体。

构建 CAD 模型的目的是获取实际产品的数字表示。这一数字模型包含产品的三维几何结构以及制造所需的信息。尽管三维 CAD 几何通常能够真实地反映它所表征的实际物体，但在整个几何中可能会出现难以察觉的微小异常。问题产生的原因可能有以下几点：计算机表示复杂形状的能力存在数值限制、一些旧 CAD 文件格式的限制、人为错误或不同文件格式之间的数据转换。这些小异常可能造成相邻面的边不完全贴合，或者面法向与边方向不一致等问题。这些问题反过来会导致在 COMSOL Multiphysics^® 中生成网格时，在形成有效封闭几何对象方面存在问题。因此，在导入过程中，系统始终会默认执行几何修复操作，方便您开始进行仿真。

除了在导入时进行自动修复外，“CAD 导入模块”还提供一些特征，支持您在导入后手动修复 CAD 模型。举例来说，您可以手动选择多个面并将它们结合在一起，通过使用指定的容差来封闭间隙，从而形成实体。此外，您还可以自动定位间隙的边，并使用这些边作为输入来生成一个覆盖间隙的新面，进而形成实体。

由于 CAD 模型具有复杂的几何结构，并包含大量的微小几何特征，即使这类模型经过适当修复，可能仍难以用于仿真。如果在划分网格之前没有从几何中移除这些特征，可能会导致网格单元数量急剧增加，从而需要更多额外的计算资源。

尽管圆角、槽、螺纹和孔等一些特征在最终的制造过程中不可或缺，但它们可能并不总是会影响 CAD 模型的整体仿真。“CAD 导入模块”提供了便利实用的工具来移除这类特征，达到简化几何结构的目的。您可以删除圆角和倒角；填充孔以及删除多组面，通过填充或修补功能将这些面替换为均匀表面。

就 CAD 建模和导入过程本身而言，也可能产生一些其他不需要的特征，如小面、长条面、尖峰和短边。对于这些意外产生的特征，您可以在界面中选择它们的类型，然后指定一个容差值来识别属于这一类型的所有几何特征并将其移除。不仅如此，您也可以使用为修复操作指定的相同容差，在导入过程中自动执行特征去除操作。

执行虚拟几何操作与特征去除过程类似，只是导入的几何保持不变。虚拟几何操作不会改变几何结构，而是指示网格生成器忽略某些不会对仿真产生太大影响或者与所需的仿真不是特别相关的特征。系统随后对虚拟几何进行网格划分。此类操作包括：忽略顶点、边和面；形成复合边和复合面；塌陷边和面等。

您可以通过两种方式来执行虚拟几何操作。您既可以手动选择要忽略的面、边和顶点，也可以使用自动的移除细节 操作，通过使用一系列虚拟操作（随后可以根据需要进行编辑）自动识别和移除小特征。

这些操作都包含在 COMSOL Multiphysics^® 这一基础软件包中，是对“CAD 导入模块”的特征去除工具的重要补充。当您无法通过特征去除或修复操作轻松移除几何特征时，或者需要在仿真中保持几何的曲率不变时，此功能特别有用。