如何将二维设计扩展为三维几何体
建立三维几何模型时，一种非常高效的方法是先在二维几何中绘制横截面草图，然后将其扩展为三维几何。本文将讨论使用这种方法的一些应用案例及其优势，并演示如何操作。
应用案例和功能介绍
在处理具有对称性（如轴对称或旋转对称）的几何结构时，通过绘制二维草图并将其扩展为三维对于获得最终的三维结构特别有用。这种方法常用于构建三维模型的几何结构，因为它可以使整个建模过程更高效。
The resonator chamber of an automotive muffler model.
The cross section of the automotive muffler's resonator chamber cross section.
一个 汽车消声器 的谐振腔，首先在 xy工作平面上绘制椭圆形截面草图，然后将横截面（左）拉伸为三维对象（右）。这种操作是生成消声器这一部分几何结构最有效的方法。
The cross section of a pacemaker electrode model.
The cross section of the pacemaker electrode model in 3D.
起搏器电极 的局部横截面（左）被旋转成三维对象（右）。
The cross section of the carbon fiber model in 2D.
The carbon fiber model in 3D.
碳纤维 的横截面（左）被扫掠成三维对象（右）。圆形横截面绘制在 yz工作平面，而扫描路径绘制在 xy 平面。
The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the View node selected, the corresponding Settings window, and the Graphics window.
在使用 扫掠 操作前，您可以在 视图 节点下选择 显示边方向箭头，以确认扫掠方向。请确保 图形 窗口工具栏中的 选择边 选项已打开，以便查看箭头。
动画演示了沿 xy 平面上的一个路径扫掠椭圆面的 扫掠 操作
Part of the 2D biconical frame antenna geometry.
Part of the 3D biconical frame antenna geometry.
双锥形天线 的局部的二维剖面（左）被放样到三维实体（右）中。请注意，此功能需要使用设计模块。
放样操作的动画演示，用于将一系列二维截面放样到三维实体中。
COMSOL Multiphysics 软件中内置了可让您轻松创建此类几何模型的功能，您可以使用工作平面功能将多种类型的平面几何对象扩展为三维对象。这些操作包括：
- 拉伸，将平面对象拉伸为三维，常用于横截面沿轴相似的几何。
- 旋转，将平面对象旋转为三维，常用于横截面为旋转对称。
- 扫掠，沿脊线扫描面，常用于横截面沿扫描路径保持不变（相似）。
- 放样，由一组二维剖面放样到一个三维对象（此功能并没有包含在COMSOL Multiphysics基础模块中，需要用到设计模块）。
An abstract geometry resembling a column of block-like shapes that are, for example, displaced at different distances from a work plane and extruded to different lengths.
一个更复杂的拉伸对象示例。请点击 here 获取模型文件。
A helix-like geometry created using a sweep operation, with a twisted cross section along the length of the sweep path.
一个使用扫描路径生成更复杂几何对象的示例。请点击 此处 获取模型文件。
将二维几何扩展为三维结构的过程
在 COMSOL Multiphysics 中，将二维草图扩展为三维几何对象分为三个步骤：
- 在三维空间中添加工作平面
- 在工作平面中绘制几何草图
- 将平面几何扩展为三维结构
请观看下方视频，并使用随附的 "开始" 参考文件在软件中动手逐步操作，其中还更详细地讨论了上述过程。
教程视频：如何将二维几何扩展为三维结构
建模练习
您可以通过下面的建模练习，动手实践从本文中学到的知识。这里给出的指导说明有意进行了概括，以鼓励您自主解决问题。您可以使用本文随附的参考模型文件手动检查您的模型完成情况，或使用软件自带的 比较工具查 找模型差异。
本文提供了一个 轴, 一个 蒸汽重整器 局部几何结构和一个 音叉 的二维截面的 MPHBIN 文件供您下载使用。您可以使用 主屏幕 功能区选项卡或 几何 选项卡中的 导入 按钮，也可以右键单击 几何 节点并选择 导入，将这些 MPHBIN 文件导入 COMSOL Multiphysics。
这些几何形状扩展后将得到如下图所示的三维设计。请注意，轴的中心有一个直径为 4 mm的孔，蒸汽重整器的长度拉伸了 15 cm。您可以通过 测量几何 来创建具有相同尺寸的设计。
A 3D shaft model.
A quarter of a 3D steam reformer model.
A 3D tuning fork model.
轴（左）、蒸汽重整器的四分之一结构（中）和音叉（右）的几何模型。
进一步学习
软件案例库中包含多个教程模型，为通过扩展二维草图构建三维几何提供了大量练习资源。我们鼓励您按照操作文档中的逐步说明为下列教程模型创建几何：
- 母线板焦耳热 (拉伸几何)
- Tonpilz 型压电换能器 (旋转几何)
- 电缆教程系列中的 海底电缆 - 几何和网格（3D） (扫掠几何)
如需查看其他应用这些方法实现的案例，请在案例库的搜索栏中输入以下语法：
@geom:ext(拉伸)@geom:rev(旋转)@geom:swe(扫掠)@geom:loft(放样)
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