ایجاد مدل های دوبعدی از هندسه های سه بعدی در COMSOL Multiphysics

جدیدترین نسخه ما، COMSOL Multiphysics نسخه 4.3b، شامل ماژول‌ها و ویژگی‌های جدید بسیار زیادی است که ممکن است برخی از موارد اضافه شده در این نزاع گم شوند. یکی دیگر از بسته‌های پایه COMSOL Multiphysics که نمی‌خواهیم آن را از دست بدهید، توانایی ایجاد مدل‌های دو بعدی از مقاطع عرضی هندسه‌های سه‌بعدی است. این ویژگی با کاربری آسان به مهندسان اجازه می‌دهد مدل را ساده‌سازی کنند، پارامترها را درک کرده و دقیق‌تر کنند و زمان شبیه‌سازی را به‌طور چشمگیری کاهش دهند.

مدل های سه بعدی می توانند بسیار پیچیده باشند

اغلب، هندسه‌های شما به‌عنوان فایل‌های مدل سه‌بعدی CAD در دسترس هستند و هنگام شبیه‌سازی انواع فیزیک جفت‌شده، همیشه محاسبات سنگینی دارند. این منجر به یک معمای مهم می شود زیرا تغییر جزئی مدل به معنای حل مجدد است و برای مدل های محاسباتی سنگین این می تواند یک فرآیند زمان بر باشد. آیا کاربران باید فقط برای نگه داشتن پروژه ها در محدوده قابل مدیریت بر فرضیاتی در مورد فیزیکی که شبیه سازی می کنند تکیه کنند؟ رایانه های موجود به سادگی برای برخی شبیه سازی های بسیار پیچیده به اندازه کافی سریع نیستند. این ما را با دو راه حل ممکن می گذارد: اختراع رایانه های قدرتمندتر (اگر می توانستیم، می کردیم)، یا ساده سازی مدل ها.

بنابراین، ما در COMSOL Multiphysics 4.3b یک ویژگی برای ایجاد مدل‌های دوبعدی از سطوح مقطع هندسه‌های سه‌بعدی اضافه کرده‌ایم . همانطور که در تصاویر زیر مشاهده می شود، این ویژگی می تواند هندسه را بدون کاهش یکپارچگی آن ساده کند. حتی با مدل‌های CAD نسبتاً پیچیده، این ویژگی واقعاً می‌تواند گردش کار را بهبود بخشد. می‌توانید از هر مدل سه‌بعدی، مقاطع دوبعدی ایجاد کنید، چه آن مدل در اصل به صورت دو بعدی ایجاد شده باشد، چه به صورت سه بعدی ایجاد شده و به COMSOL وارد شده باشد، یا با استفاده از محصولات LiveLink™ همگام شده باشد. امیدواریم همزمان با توسعه شبیه‌سازی‌های خود، از این قابلیت جدید ارزشمند استفاده کنید.

یک مدل دو بعدی با برداشتن یک صفحه کار دو بعدی از محور میانی به لبه هندسه سه بعدی ایجاد شد، زیرا هندسه سه بعدی اولیه حول محور متقارن بود. شبیه سازی جریان غیر نیوتنی بود و حل آن 3-4 ثانیه طول کشید. اگر شبیه‌سازی شامل سایر فیزیک‌ها، مانند انتقال حرارت، یا به غیرخطی‌هایی با پیچیدگی بیشتر می‌شد، حل آن کمی بیشتر طول می‌کشید.

انقلاب مدل دوبعدی جریان غیرنیوتنی متقارن محوری از بالا با استفاده از ویژگی‌های پس پردازش موجود در COMSOL Multiphysics.

همان مدلی که به صورت سه بعدی انجام شده است، همان نتایجی را ایجاد می کند که راه حل ارائه شده با پس پردازش چرخشی مدل متقارن محوری دوبعدی ارائه شده است. حل این مدل 3-4 دقیقه طول کشید. با این حال، اگر شبیه‌سازی شامل سایر فیزیک‌ها، مانند انتقال حرارت، یا نیاز به غیرخطی‌هایی با پیچیدگی بیشتر بود، حل آن زمان بیشتری می‌برد.

ساده برای درک و کامل

ایجاد مدل های دوبعدی از هندسه های سه بعدی یک فرآیند ساده است. هنگامی که یک صفحه کاری مناسب برای تلاقی ایجاد کردید ، یک مدل دوبعدی از گره ریشه، با فیزیک و نوع مطالعه مشابه به عنوان همتای سه بعدی آن اضافه کنید. یک ویژگی Cross Section را به گره هندسی مدل دوبعدی اضافه کنید.

اکنون از منوی کشویی Work plane ، Work Plane را با گره مقطع مناسب در آن انتخاب کنید.

هندسه را بسازید و اکنون یک مدل ساده تر با راه حل های قابل مقایسه دارید. این مکمل کاملی برای یک مدل محاسباتی سنگین با زمان حل طولانی است.

موارد بیشتری برای در نظر گرفتن وجود دارد

مثال بالا هندسه ای را نشان می دهد که به دلیل ویژگی های متقارن آن می توان آن را ساده کرد. با این حال، بسیاری از فایل های مدل سه بعدی CAD وجود دارند که در آنها تقارن وجود ندارد و برای یک مدل دقیق باید تمام جزئیات در سه بعدی در نظر گرفته شود. این ویژگی چگونه در این مواقع کمک می کند؟

در پست بعدی وبلاگ، چنین مثالی را نشان خواهم داد که در آن یک هندسه را نمی توان به اندازه کافی به صورت دو بعدی مدل کرد، اما در جایی که انجام این کار همچنان زمان گردش کار شما را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. در میان کاربردهای دیگر، مدل دو بعدی را می توان برای به دست آوردن درک مفهوم مدل یا تنظیم دقیق پارامترها، مانند تنظیمات حل کننده، مورد استفاده در مدل سه بعدی استفاده کرد. علاوه بر این، هر دو مدل دوبعدی و سه بعدی در یک فایل ایجاد می‌شوند و گردش کار آسان بین نماهای دوبعدی و سه بعدی را تسهیل می‌کنند و به شما امکان می‌دهند در صورت نیاز به تنظیم دقیق‌تر به مدل دو بعدی خود بازگردید.

این وبلاگ را دنبال کنید تا نمونه ای از این را ببینید، همراه با ویدئویی که روند دستیابی به این ویژگی عالی را برای یک مدل سه بعدی پیچیده در هفته های آینده نشان می دهد.