标签：comsol Multiphysics 网格 技巧 保姆 几何 结构 几何体 COMSOL
一、 几何建模
COMSOL Multiphysics 提供丰富的工具，供用户在图形化界面中构建自己的几何模型，例如 1D 中
通过点、线，2D 中可以通过点、线、矩形、圆/椭圆、贝塞尔曲线等，3D 中通过球/椭球、立方体、
台、点、线等构建几何结构，另外，通过镜像、复制、移动、比例缩放等工具对几何对象进行高级操
作，还可以通过布尔运算方式进行几何结构之间的切割、粘合等操作。
COMSOL Multiphysics 以 Parasolid 格式为 CAD 内核，可以完美地导入当前大部分专业 CAD 软件制
作的几何结构。
COMSOL Multiphysics 支持两种几何体，缺省的组合几何体和装配体，前者很方便地处理内部边界
条件问题，后者很方便处理复杂结构的建模、网格、以及求解等问题。
除了这些绘图工具，COMSOL Multiphysics 还可以在脚本环境中构建几何对象，然后直接从脚本环
境导入几何体，实现利用脚本建模。
组合体和装配体
COMSOL Multiphysics 中有两种几何体，组合几何体（缺省）和装配体。所谓的组合几何
体指重叠的几何对象自动分解为多个求解域（与几何无关），其内部界面上，几何结构、网
格以及物理量等自动相互“粘合”。装配体则表示重叠的几何对象之间没有构成关系，因此
从本质上而言，不存在内部界面。
这两种几何体各有优缺点，组合几何体是 COMSOL Multiphysics 的缺省设定，优点在于：
在材料非连续处，物理量自动连续
在材料界面处，自动得到高精度解
在材料界面处，自动确认网格单元和节点
其缺点在于：
网格越细，内存开销越大
对大的 CAD 模型网格剖分比较困难
反过来，装配体的优点则在于：
在材料界面处可有意定义物理量不连续，例如接触阻抗
对大的 CAD 模型网格剖分比较容易
网格越粗，计算越快（但精度越低）
装配体的缺点：
需要更多的手工操作
为了保证足够的高精度，需要注意边界上的网格密度
通常，COMSOL Multiphysics 缺省使用组合几何体，因为这种情况下内部边界可以采用缺
省的连续边界。
有时候，几何结构比较复杂，采用组合几何体时容易出现内部几何结构错误，或几何结
构的各个部分有较大的差异（如薄壳与厚板等），或采用简化的方法模拟膜、壳等结构时需
要设定该简化边界为阻抗型边界条件，或不同的求解域需要剖分成不同的网格，或采用 ALE
框架模拟旋转运动等的情况下，可采用装配体。
用户可以通过选择几何结点中的形成组合体节点设定区的定型方法来切换到正确的几何
解析方法：形成组合体和形成装配体。
值得注意的是，当在不同表现形式间切换时，COMSOL Multiphysics 将自动调整求解域、
边界等的编号，从而影响到相关的设定，用户需要检查所有的设定是否条例设计条件。
隐藏部分几何
复杂的几何，常常存在于内部结构，我们可以采用增加透明度的方法来使得内部可视化。另一种
常用的方法则是将外层几何隐藏起来，直观地看到内部结构，并进行建模。
下图所示为图形工作窗口区中的工具条的截图，从左向右的前四个按钮分别代表：隐藏选定，显
示选定，重置隐藏，察看未隐藏/只察看隐藏/察看所有。通过对这四个操作的合理选择，我们就可以
观察所需的结构。
工作面
在很多情况下，我们经常进行 3D 结构的多物理场耦合分析，当我们需要对一些几何结构进行内
部开孔/槽，或者增加几何附件等操作时，可以采用工作面来快速建模。
例如在案例库中基本模块声学分支中的案例：COMSOL Multiphysics>Acoustics>eigenmodes of room
的几何建模过程，首先绘制一个立方体表征房间，然后基于地板建立工作面，在该工作面中绘制出沙
发底座、茶几底座和电视柜等的底座，通过拉伸得到相应的几何实体。接下来以沙发座的顶面为工作
面，依托该工作面绘制出扶手的轮廓，向斜后方拉伸（拉伸距离为 0.4m，在 x 方向位移为-0.1m），
如下图所示。
修整导入的几何结构
有时候，由于不同 CAD 软件之间的数据格式、取值误差等的差异，会出现导入的几何
结构存在缺陷。COMSOL Multiphysics 提供修复工具，供用户修复缺陷，或削除较小结构等。
用户可以在几何节点下右键添加相关的工具：CAD 削除、CAD 修复。下面对这些工具做一些
形象的说明，具体操作请参考用户手册。
处理短边
导入的结构中，存在很短的边，该边不影响几何结构，但是将会影响网格剖分、边界设
定等，可能会影响到求解的收敛性。COMSOL Multiphysics 的修复短边工具将把短边删除，
并将相连的边延长连接到角上。
处理重合边
导入的结构中，可能会出现有重合的边，该边一般不影响几何结构，很难发现，但是会
影响边界设定和求解域的完整性，最终可能会得到错误的结果或不收敛。COMSOL
Multiphysics 的修复重合边工具将把其中一条重合边删除。
处理尖角
导入的结构可能出现如下图中的两种尖角，将会在求解域中出现类似应力集中的现象，
从而影响收敛性和解的正确性。COMSOL Multiphysics 的修复工具将去掉尖角的一条边，将
另一条边的顶角与最近的顶角相连
处理自相交
导入的结构出现了交叉的现象，从而影响实体的构成，可能无法进行物理量的设定。
COMSOL Multiphysics 的修复工具将把交叉的线缩短，顶点相交，或把交叉成环的小实体删
除，得到一个正常的角。
标签：comsol,Multiphysics,网格,技巧,保姆,几何,结构,几何体,COMSOL 来源： https://blog.csdn.net/hdpai2018/article/details/115397627
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