如何基于数据不规则并构建几何模型

2017年12月19日

Comsol多物理学®中模拟形状的系列博客的部分。今天今天我们如何基于基于以以各种种格式格式存储存储的高程高程数据数据(,,文本文本文本文本文本文本文本文本文件文件文件文件文件不不不不不不不不不(或高程)是Xy坐标函数的数据。

一个不形状:欧洲matterhorn

在之前文章中,我们我们人体不规则形状示例示例,讨论,讨论如何从的曲线数据何何。今天,Matterhorn(,阿尔卑斯山峰,阿尔卑斯山峰阿尔卑斯山峰,位于与意大利之间的的,4478米)作为)

马特洪峰的照片
Matter Horn的东面和北面。照片来自camptocamp.org。获得CC BY-SA 3.0下,通过,通过Wikimedia Commons公布

高度数据地理数据的格式。今天今天今天今天今天今天今天今天讨论如何如何导入高程高程数据数据数据数据数据数据模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟表面表面表面

  • 将高程从文件图像文件或或文件文件为一个特征特征特征
  • 根据上步定义的创建参数化曲面
  • 将曲面实体合并以计算域计算域
  • (((())

现在,让我们一下在在comsol Multiphysics中Matterhorn的的的几。。。。

创建插值,和高程函数

我们将文本和山脉高程的创建创建创建创建创建创建创建的的的的模型。文本通过通过插值函数,而,而则通过图像函数导入我们将简要介绍将将将文件文件文件到高程函数中,但是本示例的的文件此内容,该内容内容内容

图像函数,我们,我们Xy方向上最值和小值,因为值值值包含包含有关像像素数和和每每个个像素像素像素颜色颜色颜色颜色的的信息信息信息信息信息。。。。。。。由于由于由于由于由于由于由于Xy的最和大值-1000米米米米和米米米米米米注意注意注意注意注意注意注意

comsol多物理学中中设置的。。。
comsol多物理学中中设置的。。。

插值(函数左)和图像((())的的窗口区域的大小和由由插值函数中文本文件定义,而而为为为图像函数设置的实际大小。

基于导入的插值函数。
马特宏峰高度的图像

(dhm25©swisstopo。。。。。。。。。。。。。。。。彩色彩色标尺值标尺值代表山实际实际高度高度。。((((((((((((((((0〜1)。

如果地理在在中,则则更创建创建创建高程(dem()dem文件文件中指定的矩形矩形矩形矩形矩形矩形矩形矩形矩形矩形矩形在在在在在在在用用编辑器替换替换丢失丢失丢失丢失的数据数据数据数据数据数据字段字段字段字段中指定指定在在在在该该区域之外之外使用的的的高度高度。

comsol中的设置。。
dem文件文件,dem(dem)dem)函数函数函数。文件中定义的区域未填满填满填满矩形区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域请请请请请在在在缺少缺少的数据替换替换替换为为为为

创建参数化曲面

由于模型提供基础,接下来,我们,我们使用参数化曲面功能继续山顶的实际。。

comsol中的参数功能功能
在“几”功能区的“更”更体素体素下找到找到找到找到参数参数化曲面功能功能功能功能

导入dem文件后,此此容易,因为容易,因为我们单击单击单击创建曲面按钮即。然后设置个个参数化曲面特征,包括dem文件中的方向上的大值最

comsol中带的创建功能功能功能
单击“创建”,基于,基于导入的文件文件参数化。。。

由于函数不同,因此因此的也有所。推荐将参数((S1S2)值值设置为为为为为因此获得几何尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸Xyz表达式的参数。

Matter Horn的的的尺寸的的的插值函数,其其所示获得获得Xy方向上大和最小值一种是,首先,首先构建是是是参数化曲面而无需表达式,然后测量所曲的的的Xy。另方法将坐标导入表格表格,按编辑器编辑器编辑器编辑器重新。

XS1*(6.18E5-6.16E5)M
yS2*(9.27E4-9.07E4)M
zint1(s1*(6.18e5-6.16e5)+6.16e5,s2*(9.27e4-9.07e4)+9.07e4)m

图像函数中,其中,其中Xy值-1000〜1000m和和输出值范围范围范围范围范围范围范围输出值输出值输出值输出值输出值输出值输出值输出值输出值范围

XS1*2000 m
yS2*2000 m
z(4478-3000)*IM1(S1*2000-1000,S2*2000-1000)M

请,在,在图像函数,我们,我们需要沿z方向按放值,将将标准化标准化为为为为为。。下面显示设置设置窗口窗口,我们z3000,以以表面到的位置。。。

为了更地表面,,最大结300(((默认值20)。。。着矩形将在在两个参数参数方向上方向上方向上最最最最划分划分为为为为为为为为为个个个个个个个个个个个个个个个个个个个z表达式的越,从而从而了更严格相对容差。。。

算法区域划分为较补丁补丁补丁,然后补丁补丁补丁补丁误差较较较大的的的地方地方地方增加增加补丁补丁补丁的数量数量数量。。通过通过的的打结尝试通过更多结来达到设置的相对容差(1.0E-6)。

如果无法容差(如果将最大节(((),则发生这种种种种种种种种种种种种警告警告警告警告节点复制并将其到到参数化曲面特征,然后,然后构建。

在此使用示例中,相对容差0.002。。。太大,则太大大时导致大量的几何操作操作在使用足够多多以获取获取较较小小小,以便以便时间操作。,较。有时,较理想的,例如,例如,例如例如,如果表面清晰度清晰度清晰度清晰度清晰度包含包含包含包含包含最大结数将使不会紧贴。。

插值函数参数化曲面功能设置
图像函数参数化曲面。。

两个化的设置窗口。。参数参数化化,以化化化化化化保持两两两两个参数的标准化。。增加增加的的的

创建实体

无论采用方法方法方法方法方法种都应该应该表示表示表示表示表示表示表示个个个表面表面表面表面几何表面表面对象对象对象对象。。。。。。,在大多数,在模拟中长方体,使参数曲面与该长相交。

然后将个几何对象到到转换为实体特征。转换为实体操作曲面的的并集并集并集,此外并集,它还会删除上上伸出到到长方体外长方体外长方体外长方体外的的的部分部分。。在在这下下下并集操作,这将。表面和和会个个个对象对象

基于插值的不规则曲面何何
基于灰度的不规则曲面形状形状

“转换”特征特征特征生成的几何左图显示是基于基于文本文件文件中插值插值数据的的的表面表面表面表面表面表面

本中可用于用于结构结构结构结构,例如几何结构结构,如果要查看查看具有具有不同不同属性属性属性的的岩石层中中应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力应力属性属性属性属性属性属性属性属性生成每,并并它们全部在在转换为实体特征中。

生成最终几何模型

创建好几何体,就就进行。。但是,如果,如果仅,就对分析几何实体层并并域域到,使用,使用删除实体特征删除现在,如果我们,就山峰,就看到与文章开头显示显示的的的的的的的的的的的的的

Matter Horn山脉山脉山脉山脉最终几何形状形状形状
Matter Horn山脉山脉山脉最终几何。。。

(((((((())和图像()DHM25©Swisstopo

结论

即使两形状非常非常,但相似相似不同。以相等的网格网格大小大小大小插值图像函数为参数化曲面特征提供输入略有。。

因为参数化曲面特征也插使其上述表面到结,所以表面表面表面表面表面到到两个个内内内内内但是但是但是但是但是但是但是但是。但是但是。

延伸阅读

不形状可以其他类型的格式。之前博客文章文章,我们中中中中如何从的网格中何何。在博客下篇文章,我们中中中演示如何在规则规则

点击下面按钮,下载下载于创建示例模型模型mph文件。

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