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问题描述

在几何序列的末尾,可以选择形成联合或形成组件。这是什么意思,我什么时候应该在它们之间切换?

解决方案

模型构建器中的几何分支由一系列几何操作组成。这可以包括草图,几何原语,导入的CAD文件,布尔操作等,用于创建要建模的几何形状。在此序列的结尾,有一个形成联盟也可以更改为表格组件。这种选择在如何生成物理设置和用于网格的最终几何模型中产生了后果。这本知识库文章描述了差异。

形成联盟

这是生成物理几何模型的默认方法。这等同于在几何序列中遵循所有对象的布尔联合,并保持内部边界,从而创建一个由许多不同域组成的单个几何对象。任何重叠的几何对象都将成为每个封闭卷的不同域组成的单个对象。这在下图中说明了这一点,其中三个不同尺寸的块在空间中重叠。联合操作形式的结果显示为不同的颜色的不同结果域。

由三个重叠块的联合产生的域。

当网格划分时,网格将被连接在一起,因此到处都符合。也就是说,内部边界两侧的网格元素共享相同的节点,边缘和面。内部边界是网状的,您可以在不同域中应用不同的元素大小,如下图所示。

在形成工会后网格。

在物理设置中,这些不同的域中的每一个都可以具有不同的材料属性。默认情况下,磁场和通量的连续性将在整个内部边界保持,并且可以在各种物理学的内部边界处添加各种不同的不连续性或跳跃条件。

对于求解(作为因变量)的所有电磁界面,都需要具有符合的网格,这是磁性矢量电势,电场或磁场的两个或三个组件。这样的接口要求网格元素在各个边界都具有符合性。

形式联合步骤的物理含义是模型中的域不能彼此滑动或移动。这是由于以下事实:联合操作将对每个触摸边界之间形成一个内部边界,在两个域之间,使得所得的网格将在整个内部边界上连接(并符合)。对于Comsol多物理学中的大多数建模来说,这是一个适当的默认假设,但是当需要相邻对象的运动时,这是无效的。对于这种情况,或者当您想在相邻域之间具有不合格的网格时,更改表单联合以形式组装。

表格组件

形式的组装与形式的联合不同,因为它不计算几何对象的布尔值联合。相反,它将它们收集到装配对象中。在形式的组装操作后,相邻的对象将成为断开的域,并在需要时进行运动。因此,当您具有相邻的几何序列中的对象时,需要切换以形成以下物理接口的组件:

  • 结构力学模型,包括接触功能
  • 多体动力学
  • 旋转机械,磁性
  • 旋转机械,流体流动

由于Form Assembly不计算对象的布尔值联合,因此您不能使用form assembly为对象之间的重叠区域生成域。由于形式组装操作,几何形状中的域数不会改变。圆环的相邻对象和下图中的块成为形式组装后的两个断开域。

形式组装两个几何原语的形式后的域。

表单组装操作将识别所有对象的接触边界,默认情况下将形成所谓的身份对或者联系人对从他们身上。默认行为是创建这些成对自动,尽管也可以手动设置它们。这两种对也可以与选项一起生成创建烙印,这将互相将面孔的轮廓投射到彼此之间。这些选项在下面说明了触摸的圆环和块,其中构成了爆炸视图中突出显示的对。

形式组装后两个接触对象的爆炸视图,没有烙印,带有烙印,并具有烙印和分裂分离的对。

默认情况下,即使每个域内这些面无贴合,都会创建一个定义配合面的一对,即使这些面在两个域之间的所有触摸面都将创建。可以通过选择来覆盖这种行为分裂断开对因此,为每个交配面对创建一对,如上所示。

创建身份对和联系对之间的选择受您要解决的物理学的控制。只有在解决触点功能的结构力学问题时才能创建联系对。这意味着面孔可以相对于彼此滑动,并且仅在接触时将力和通量在面之间转移。

当使用任何旋转机械界面时,形成身份对的选项无烙印,而无需分裂脱节对,这是适当的选择。也可以选择完全不创建对,这在解决多体动力学问题时可能很有用。

可以自动生成的边界对可以被禁用,也可以更改一对的类型,例如,如果仅在几何的某些位置应用联系人功能。另外,您可以在几何序列中使用布尔联合操作来团结一些对象,然后可以使用form assembly来生成剩余对象之间的配合面的触点对。

当使用形式组装时创建的网格未连接到边界对的两个侧面,因此网格在断开的域之间不合格。交配面上的网格元素没有共享节点点,也不是边缘。网格可以在交配面上匹配或不匹配,具体取决于其创建方式。有了烙印,尽管没有连接两个交配面的网格,但对两对的交配面将获得完全相同的形状,但可能是不匹配的。使用此选项时,您可以使用复制面操作在交配面上创建匹配的网格。首先为这对的一侧创建网格,然后使用复制面将网格复制到另一侧。此类网格在下图中的右侧显示,用于接触圆环和块示例。

形式结合后创建的网格,带有烙印的形式组装,并没有烙印。

在形式组装案例中,磁场或边界对的通量的连续性由用于物理的连续性边界条件强制执行。您必须在模型中明确应用每个对和物理接口的连续性边界条件。也可以应用不连续性或跳跃条件。连续性边界条件将大致强制跨对的磁场和通量的连续性。相比之下,形式结合后的网格正构成跨内部边界,因此通过有限元方法自然满足了场和通量的连续性。用不合格的网格获得的结果不如用符合网格获得的结果准确,并且不匹配网格的结果与匹配网格的结果准确,并且随着两对跨对的相对元素的不同而变得越来越不准确。因此,形式联合后的网格将给出最准确的结果,但需要最多的存储器来解决,并且在没有烙印的情况下,不匹配的网格将是最不准确的,并且将使用相对较少的内存来解决。

如果您想减少网格中的元素数量,从而切换到形式组件可能会有所帮助,从而减少求解所需的内存。建议使用不合格的网格来研究涉及热和结构分析的问题。这样的模型通常可以由可能具有完全不同的特征大小的几何对象组成,从而不同。这些情况可能会显示出最大的好处,因为在使用表单汇编方法生成物理和网格的几何模型时,同时仍然具有良好的准确性。

视频库资源

形成联合和形式组装几何最终化方法

创建与组装形式的结构接触建模的联系对

在多体动力学模型中使用表单组件

在旋转机械模型中使用表单组件