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如何拆分和分割几何模型

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COMSOL Multiphysics^® 软件中内置了拆分和分割功能，使您能够对几何模型的任意部分进行拆分操作。这篇文章我们将介绍如何使用这些功能将模型几何拆分成独立的几何域。

应用示例和功能介绍

细分模型几何的功能在很多情况下都非常有用，例如当您需要：

• 分割对象、域、边界和边等几何实体
• 删除模型中的部分几何——这样做可以简化模型或清理几何，为模拟做准备
• 优化模型几何的网格划分，例如处理复杂的或高纵横比的几何结构
• 引入内部边界，例如在定义物理场或设置模型的其他方面时需要这样做

通过使用工作平面进行切割操作，可以拆分几何模型。

弯管模型的几何结构（左图），通过分割操作可以去除一半的几何（右图），显示了其对称性。工作平面用于执行分割操作。

双管换热器的几何模型被分割，以便对每个区域使用不同类型的网格划分。工作平面用于执行分割操作。

您还可以创建 工具对象，这些几何对象可用于执行分割操作，以创建模型几何的独立区域。这是这些对象的唯一用途。

使用长方体作为工具对象分割法兰的模型几何（左图），用于将法兰缩小为四分之一（右图）。

此外，您还可以使用 拆分 操作将模型几何拆分成相应的实体。您可以使用此操作将任何复合对象拆分成多个独立对象，然后分别对其执行几何操作。

为馈线夹教程模型绘制的一个横截面。在使用 拆分操作前，该模型由一个几何对象组成。

使用 拆分 操作后，原来的单一几何对象被拆分为四个几何对象，其中一个以红色高亮显示。对该模型而言，将对象拆分成实体后，我们就可以分别将横截面上的每个区域拉伸成不同长度。

一个几何对象被分割成相应的实体。视频中展示了三个示例：复合对象、带层的长方体和工作平面上的横截面。

您还可以使用 提取 操作从几何对象中提取较低层级的几何实体来创建新对象。例如，您可以从三维实体中提取一个曲面，使其成为一个新的曲面对象。在某些情况下，此操作比 分割 更合适，因为您可以在提取所需几何实体后删除输入对象。

从一个夹紧的半球中提取曲面，形成新的曲面对象：一个 夹紧的半球壳。 (请注意，在此教程文档中，创建几何的工作流程包括使用 转换为表面 操作和 删除实体 操作。在这个示例中，使用 提取 操作无需转换几何，并可将拆分和删除合并为一个操作，从而节省时间。)

拆分几何模型的操作过程

将模型的几何体拆分成单独的实体只需添加一个 拆分 操作，然后应用到模型几何中需要被分割的几何对象即可（如上视频所示）。

通过分割操作在模型几何的任何部分创建分离只需三个步骤：

1. 添加工作平面或创建工具对象
2. 添加分割操作
3. 分离几何

您可以使用相应的分割操作来分离几何对象、域、边界和边。可用选项取决于您工作的空间维度。请使用 参考文件 打开软件并观看下方视频，了解如何在软件中分割几何体。我们还讨论了使用分割功能简化或减小模型的优势，例如如何减少计算模型所需的计算资源。

教程视频：如何分割模型几何

建模练习

您可以使用下方列出的模型来实践所学知识。这些指导都是概括性的，以鼓励您自主解决问题。完成后，您可以参考文中随附的模型文件来检查您的实践情况，或使用 比较工具 来查看模型之间的差异。

推荐的练习：

• 对 弯管 模型的几何结构进行割，以便对一半的管道进行建模（MPH 文件）
• 分割 双管换热器 的模型几何，以便在距离管道入口/出口 0.4 m和 6 m处引入两个分叉（MPHBIN 文件）
• 分割 法兰 的几何结构，以便对法兰的四分之一进行建模（MPHBIN 文件）
• 将 凸透镜 的几何结构分割成单个实体，以便将每个实体移动到同一平面（MPHBIN 文件）

对于此处列出的弯管模型几何，您可以从随附的参考文件中下载 MPH 文件。如需 MPHBIN 文件，请下载上方链接的文件，然后在 主屏幕 或 几何 功能区选项卡下选择 导入，或右键单击 几何 节点从弹出的菜单中选择 导入，将其导入到组件中。

凸透镜（左）的示例几何结构被分割成单个实体，然后将它们移动到同一平面，形成菲涅尔透镜（右）。

进一步学习

COMSOL案例库中包含多个使用了分割和拆分操作的教程模型。如果您想查看这些模型，可以在案例库中搜索 @geom:par 或 @geom:spl。 您还可以阅读博客文章： 使用分割操作改进网格划分，了解分割操作如何提高网格划分效率。