COMSOL Multiphysics 网格剖分

• 边界层的构成
– 2D中各向异性四边形单元 – 3D中由各向异性棱柱和六面体单元
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组合几何体网格剖分（缺省）
组合几何体由一个或几个子 域(subdomain)组成
在CAD模型的不同部分，使 用不同子域可以非常容易 地定义不同的材料属性
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图中显示的是F1赛车前翼的 1/2，其网格剖分采用了 装配体特征
一个装配体对象包括几个组 合几何体对象
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网格参数
3D网格剖分
2D网格剖分
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案例：扫描网格生成器
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网格导入
• NASTRAN 数据文件
– 最通用的网格文件格式 – 一阶和两阶单元
• 从网格开始建模
– 跳过创造几何结构和网 格剖分步骤
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பைடு நூலகம்
• 从“extremely fine”到“extremely coarse”的9级缺省网格尺寸 • 可分别调整子域、边界或边上的所有参数
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扫描网格参数
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案例：网格剖分
网格剖分序列
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复制网格
边界层网格参数
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边界层网格
• 沿着指定边界法向方向的稠密单元分布
印记装配体
组合几何体和装配体之间的折中方法是使用印记装配体
印记（imprint）是一个面上的边到另一个的投影
这使得边界面上的网格具有一致性的边（节点不是）在内部 面上是完全不一致的
稍后的一个例子将会说明这个概念
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组合几何体网格剖分（缺省）
在组合几何体中，COMSOL Multiphysics自动建立 一致性的网格，并且通过 界面的解分量及其通量是 连续的
当模拟的对象是由不同材料 组成时，这对得到精确解 是非常重要的
在COMSOL Multiphysics中 建立CAD模型时，缺省设 置下，用户得到的是组合 几何体和一致性的网格
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组合几何体网格剖分（缺省）
图中红色和灰色分别显示了 两种网格剖分的子域
界面（内部边界）一般具有 一致性的网格：网格单元 边界和节点在界面上是共 享的
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案例：自由网格生成器
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案例：自由网格生成器
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自由网格参数
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• 通过复制网格可以在不同的边界上产生一致的网格 • 自动检查目标面上源网格的取向
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扫描网格生成器
• 棱柱或六面体单元
• 从一个或多个源面开始通过子 域扫描
• 控制源面上的网格和在扫描方 向上的分布
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组合几何体和装配体
总结：CAD表达上的3个层次给出了一致性->非一致性网格的三个级别
组合几何体 (一致性网格)
有印记的边界对
没有印记的边界对
网格适应性提高
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网格可视化
• 显示基于坐标的单元（比如，横截面） • 使用彩色图案显示网格质量
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网格拆分 • 从四边形单元拆分成三角形单元
• 从六面体单元拆分成四面体单元
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内容
• 各种网格剖分方法
– 自由网格生成器(三角形, 四边形, 四面体)
– 映射网格生成器(四边形)
– 扫描网格生成器 (棱柱, 六面体)
– 边界层网格生成器
– 网格拆分工具
• 四边形
＝》三角形
• 六面体、棱柱
＝》四面体
• 其他
– 网格序列 – 剖分装配体 – 复制网格 – 网格导入 – 网格统计 – 网格可视化
COMSOL Multiphysics 网格剖分
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装配体
• 这个装配体中不同组 合几何体对象的网格 不是一致性的—单元 边界和节点不匹配
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组合几何体网格剖分（缺省）
在界面上，一致性的网格给 出了高数值精度的解分量 和通量
典型的解分量有温度T，位移 u v w，电压V等
典型的通量有热通量，应力， 电流等
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网格统计
检查各单元类型的单元数目 检查网格质量 可单独检查各子域、边界或 边上的统计信息
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装配体
对大的CAD模型，有时不采用 一致性网格将更有效
案例：网格剖分
网格剖分序列
自由三角形
扫略网格
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自由四面体
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映射网格参数
四边形单元的结构化网格 在2D子域和3D边界上使用 用户可以完全控制单元分布