网格划分更新

COMSOL Multiphysics® 6.0 版本引入了很多网格划分改进,例如,支持合并网格、边界层网格划分和弯曲单元,您可以更容易、更高效地建立对已导入网格数据的仿真。请阅读以下内容,了解网格的所有更新功能。

合并导入的网格

新增的并集 操作可用于合并相交的网格。例如,使用此操作可以将两个导入的网格合并起来,或者将导入的网格与在 COMSOL Multiphysics® 或外部 CAD 软件中绘制的几何进行合并。如下图所示,导入的 STL 网格与一个立方体的网格合并起来,其中立方体已在几何序列中绘制并进行了网格划分,然后导入到与 STL 网格相同的网格划分序列中。

相交脊椎模型,其中包含显示表面网格的立方体。 导入的脊椎 STL 网格与立方体的表面网格的交集,通过新增的 并集网格操作来计算。

对导入的网格进行边界层网格划分

在 COMSOL Multiphysics® 6.0 版本中,您可以直接将边界层单元添加到所有网格,包括导入的网格。例如,如需使导入的网格适用于流体流动仿真,您只需将边界层 操作添加到网格操作序列中即可。您可以在在微观尺度上分析多孔结构教学案例中看到相关的应用演示。

多孔结构模型,以蓝色显示边界层单元,以灰色显示导入的网格。 添加到定义多孔结构的已导入网格(灰色)的边界层单元(蓝色)。

导入的网格重构弯曲单元

即使是原始网格采用了线性单元定义,您也可以为从文件导入的网格重建弯曲单元,包括 STL、PLY、3MF 和 NASTRAN 文件。COMSOL Multiphysics® 6.0 版本可以根据网格结构自动估算面和边的形状,从而定义由物理场离散化指定的弯曲单元。无需额外步骤,您单击计算 按钮后,弯曲单元就已经设置好并投入使用。为显示如下图所示的弯曲单元,可以添加一个网格 图,并在网格 数据集的设置中选择高阶几何形函数。

导入的几何,显示包含线性单元的网格。 导入的网格,包含用于计算的线性单元。
导入的几何,以绿-黄色三角形单元显示弯曲网格。 导入的网格,包含用于计算的相应弯曲网格。

变换导入的网格

您现在可以使用变换 属性来移动、旋转和缩放导入的网格。如需围绕多个轴旋转网格,您需要将多个变换 属性添加到导入 节点。之前的版本仅支持在几何序列中变换。

网格编辑的可用性改进

在对几何形状进行网格划分时,您现在可以访问用于编辑网格的所有操作,包括修改几何实体数量(几何的拓扑)的操作,例如新增的网格并集 操作。通过这些改进,在模型的同一个组件 中,将在几何 节点下创建的几何与导入的网格(如 STL 文件)合并变得更加容易。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“与平面相交”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示一个导入的模型。 将导入的脊椎 STL 网格与几何立方体相结合的模型。

边界层网格划分改进

COMSOL Multiphysics® 6.0 版本改进了对孤立边界上边界层网格划分的支持,现在,内外壁边界上的边界层单元会在交点处平滑接合。这种连接边界层单元的新方法更好地解析了靠近这些角的物理场问题。

以蓝色、灰色和橙色划分网格的搅拌器模型,插图显示橙色棱柱单元的较小部分。 一个搅拌器模型,壁边界上具有边界层单元(蓝色和橙色)。边界层中的棱柱单元(橙色)是在挡板的独立边界与外壁连接的位置生成的。右上角的图像显示了棱柱单元的较小部分,以及它们在角上的连接方式。

您还可以使用 COMSOL Multiphysics® 6.0 版本指定边界层单元的总厚度,这使得层的明细更加灵活;您可以输入所有层的总厚度或第一层的厚度。

网格图着色改进

名为 Traffic Flow 的新颜色表旨在更清晰地突出显示质量较差的单元,它是添加网格 图时的默认颜色表,有益于有色觉障碍的用户。

以 Traffic Flow 颜色表显示网格单元的模型。 新的默认颜色表 Traffic Flow 使定位低质量网格单元变得更容易。

在 COMSOL Multiphysics® 6.0 版本中,您还可以在网格图中根据单元类型为它们着色。您可以将这个新增着色选项与过滤特征结合使用,以检查三维域内的网格单元,如图所示。

一个跑车模型,周围是包含绿色、黄色和洋红色三种单元类型的网格图。 用于模拟跑车周围流场的网格的网格图。单元按其类型着色(四面体为绿色,棱柱为黄色,金字塔为洋红色),并通过逻辑表达式进行过滤以查看空气域内的单元。

关于网格构建的信息

运行网格操作时可能出现的一些警告已转换为信息 节点,以更好地指示反馈的严重性。对于包含坐标的所有信息警告错误 节点,您现在可以使用这些节点的设置 窗口中的专用按钮轻松缩放和剪裁坐标。这样一来,可以更加容易地仔细检查网格生成器所给出的反馈中的几何区域。


带有坐标明细的 信息节点,用于定位低质量的单元。通过绕坐标剪裁的新选项,可以更加容易地检查有问题的区域。

在所有网格操作的设置 窗口中,新增了一个信息 栏,完成构建操作后,此栏会显示构建时间、构建版本和其他信息。

更高效的网格复制

对于实体的多个类似连接组件,您现在仅使用一个复制 操作就可以将网格从一个组件复制到其他组件。在下面所示的示例中,每个铜线圈由四个域组成,并定义一个连接的组件。使用改进的网格复制操作,将网格从几何中的一个线圈复制到所有其他线圈变得更加简单。

两个电机模型,其中包含显示网格的铜线圈。 使用一次复制操作,将网格从 4 个源域(前面的线圈)复制到 28 个目标域,定义 7 个连接的组件。

用于压力声学的物理场控制网格划分

压力声学,频域压力声学,瞬态 接口现在支持物理场控制的网格划分。这将自动为当前波长提供合适的网格大小、完美匹配层 (PML) 中的结构化网格、周期性条件边界的网格复制,以及用于外场 计算的边界层网格。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“网格”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示耳塞模型。 耳塞模型,其中自动确定单元大小以解析波长,并在 PML 域中自动构建结构化网格。在四面体网格附近还有一个薄边界层,用于解析外场计算。网格单元按其类型着色。

更新的教学案例

COMSOL Multiphysics® 6.0 版本引入了一个更新的网格划分教学案例。

在不生成几何的情况下对导入的网格重新划分网格

导入的脊椎模型,包含蓝绿色块状网格。 网格划分教学案例,演示如何将导入的 STL 网格与立方体合并。生成仿真网格时无需基于网格创建几何。


“案例库”标题:
stl_vertebra_import
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