模型求解完成后如何自动导出图像

2025年 4月 23日

在之前的博客中,我们探讨了如何在 研究 节点下设置一系列程序化操作,用于求解模型、将模型保存到文件,以及将数据导出到文件。这篇博客,我们将在此基础上,展示在 COMSOL Multiphysics® 软件中求解模型后,如何自动导出完整的图像序列。

编者注:本文最初发布于 2017 年 7 月 11 日,之后对部分内容和图片进行了更新。

示例:微混合器模型

为了演示这项功能,我们将延续前一篇博客在 COMSOL 中求解模型后,如何使用作业序列保存数据的方式,首先从案例库中加载微混合器教程模型。该模型位于 COMSOL Multiphysics > 流体动力学 文件夹中,它演示了层流静态混合器中的流体流动和质量传输。

该模型使用 层流 接口进行流体流动模拟。接下来的步骤中,模型演示了如何利用流体流动模拟的结果作为输入,通过 稀释物质传递 接口计算混合效率。组分将根据流体的流速被输送到下游。

此模型计算耗时约数分钟。在上一篇博客中,我们通过不求解 稀释物质传递 部分来加快计算速度。本文,我们需要计算整个混合器中的浓度分布。为了更快地运行计算,我们可以将 预定义单元大小 设为 极粗

微混合器教程模型中可以加速求解时间的单元大小设置屏幕截图。

此网格粗化步骤为可选操作,后续流程不受此设置影响。

下文演示了如何使用参数化切面图和动画导出一系列的图像,其中每个图像对应一个切面。

使用参数定位切面图

下图是模型库中已求解的示例模型在 x 方向上 5 个不同的 yz 平面上默认绘制的速度切面图:

 COMSOL Multiphysics 用户截面显示了选中切面图的模型开发器,对应的设置窗口和图像窗口中的微混合器模型。

接下来,创建一个类似的浓度切面图。右键单击 速度 (spf) 节点并选择 复制。在新创建的绘图组中,将名称改为浓度,将 表达式 改为 c 表示浓度:

COMSOL Multiphysics 用户截面显示了选中切面图的模型开发器,对应的设置窗口和图像窗口中已求解的微混合器模型。

浓度切面 图中,您可以将 平面数据 输入方法更改为 坐标,而不是默认的 5 个均匀分布的切面。这样,就可以生成 0.5 mm 处的单个切面,如下所示。

结果如下图所示:

The COMSOL Multiphysics 用户界面显示了选中切面图的模型开发器,相应的设置窗口,以及在图形窗口显示了单个切面绘图的微混合器模型。

可以通过 结果参数 对切面的位置进行参数化。右键单击 结果 节点,然后选择 参数

定义一个参数 xcut 值为 -3.5[mm](微通道在 x 方向 -3.5 mm 至 8 mm 范围内变化)。

屏幕截图显示了如何在 COMSOL Multiphysics 中定义一个参数。

对于 浓度切面 图,在平面数据 部分,在 x 坐标的编辑框中输入 xcut

上述设置对应的切面图显示如下:

 COMSOL Multiphysics 用户界面显示了选中切面图的模型开发器,相应的设置窗口,在图形窗口中使用一个设置参数标记的微混合器模型

使用动画导出图像序列

如果要导出不同切片位置的图像序列,该怎么操作?您可以使用基于文件导出的动画来实现。

如下图所示,可以从功能区工具栏的 动画 菜单中选择 文件 生成动画。

或者,您也可以右键单击 结果 下的 导出 节点,然后选择 动画 > 文件

在模型树中 动画 节点的 设置 窗口中,将 主题 更改为 浓度。然后选择 图像序列 作为 输出类型

假设您的系统中有一个 C:\COMSOL 文件夹,可以这样输入 文件名,如 C:\COMSOL\my_image.png,你也可以输入任何有写入权限的文件夹。

要将导出文件链接到参数 xcut ,请将 序列 类型更改为 结果参数,这可以在 动画编辑 部分设置。

选择 xcut 作为 参数起始值 设置为 -3.5停止值 设置为 8单位 设置为 mm

动画 设置窗口顶部,单击 导出 开始生成图像。图像的后缀将与序列中的编号相对应。帧数或图像数在 部分设置。

这样就会生成一系列图像,名称分别为:my_image01.png、my_image02.png、……、my_image25.png,如下图所示。

文件夹的屏幕截图显示了由动画生成的一系列图像。

求解模型后自动导出

现在,我们来看看在 COMSOL Multiphysics 中求解模型后,如何自动生成图像。

要在 研究 节点下定义操作序列,请启用 求解器和作业配置。此选项可在模型开发器工具栏上的 显示更多选项 对话框中找到。单击眼睛图标即可打开对话框。

屏幕截图显示了研究节点下选中的求解器和作业配置节点。

在出现的 作业配置 节点下,选择 序列。我们在上一篇博客中对此步骤进行过描述。

右键单击 序列 并选择解。在 设置窗口中,如果尚未选择,请选择 全部,确保运行所有研究步骤。

在作业序列下用于运行所有研究步骤的设置截图。

右键单击 序列,然后选择 结果 > 导出到文件

A screenshot of the Export to File option under the Sequence node.

导出到文件 设置窗口,选择 运行 选项下的 动画 1。在这个简单的示例中,导出 选项下仅有一个节点,因此,我们也可以保留默认的 全部 选项。

屏幕截图显示了导出到文件设置窗口。

要使用 序列 求解,请右键单击并选择 运行。或者,点击 序列 设置窗口顶部的 运行 按钮,再次运行整个模型,并在求解后导出图像文件。

屏幕截图显示了模型求解完成后自动导出图像的设置。

使用截面导出二维图像

上文我们使用导出操作生成了一系列三维图像。如果要为每个切面生成一系列二维图像,该怎么操作?这可以通过使用参数化的 截面来实现。

右键单击 数据集 节点,选择 截面

截面 设置窗口中,输入 xcut 作为 x 坐标

已经存在的三维绘图组不能生成二维绘图,因此右键单击 结果 并选择 二维绘图组

二维绘图组 设置窗口中,选择 截面1 作为 数据集

二维绘图组 下添加一个 表面 绘图节点,并将 表达式更改为 c,对应于浓度。

屏幕截图显示了表面绘图节点的设置,突出显示了改变的表达式。

要整理绘图组列表,请将 二维绘图组 的名称改为 截面浓度

现在,转到模型树中的动画节点。在相应的 设置 窗口中,将 主题 更改为 截面浓度

单击 导出 生成二维图像序列,如下图中的文件浏览器视图所示:

图片显示了一个文件夹视图下的二维图像序列。

要使用 Windows® Explorer 获得此视图,请将视图更改为大图标

与之前的示例一样,现在我们可以继续运行 作业序列 求解,就可以自动生成图像集并保存到文件中。

下一步

想亲自尝试本文中演示的示例模型吗?请单击下面的按钮访问 MPH 文件。

 

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