如何在 COMSOL 中生成高质量的仿真结果图

学术   2024-09-23 09:00   上海  
通过 COMSOL Multiphysics® 软件中的图形窗口和图形工具栏可以简单直接地对结果进行可视化,如果您了解这些功能背后的原理和更高级的技巧,就可以操控相机和视角,创建出高质量的视觉效果,获得既美观又包含各种信息的视图。

全能的视图节点

在 COMSOL 软件中,通过鼠标点击和移动图形窗口以及图形工具栏按钮对几何视图进行直接处理的方法有很多。所有的视图改变都会显示在视图节点中,包括一般视图和照明选项,环境遮挡视觉效果;环境、透明度和剪裁设置。

选择了视图节点的模型开发器窗口,显示了为模型添加阴影的环境光遮蔽复选框等视图设置。图形窗口显示了无人机机身拓扑优化模型的仿真结果。

光、相机和操作

COMSOL 中有多方法可以操控相机来获得更吸引人和信息丰富的视图。比如,您可能希望在查看一个较大模型的同时,放大模型中一个小关注点;或者你的模型可能具有高纵横比。在这些情况下,操控相机有助于显示模型中重要的部分。

一个超音速喷射器,前景中的入口是我们的一个关注点,后景中的出口也可以看见。

曲轴的网格,前景中可以看到网格单元,但仍保持完整的模型。

不管是专业或者业余的摄影师都知道,光照对任何一幅显像良好的图像都非常重要。但是使用 COMSOL Multiphysics 工作时就不一定需要了解这些,通常软件默认的照明设置就足够了。当然,照明确实有助于在正确的场景中展示模型。以下图中万圣节主题的南瓜模型为例,我们可以使用软件中的各种照明功能在镂空的南瓜中创建出蜡烛产生的独特的黄光。

南瓜内的黄色点光源产生了黄色光晕,使用软件内置的环境光遮蔽特征可以添加阴影。

你可能会想:这些效果都很好,但我还想看到一些能显示实际物理场的结果。下图中的模型使用 COMSOL 软件传热模块中的功能,模拟了火炉加热房间内的表面对表面辐射。热量通过辐射传递到周围的表面,再经传导扩散到家具中。模型中添加了一个照明特征以突出显示模型表面辐射热通量的可视化效果。

由火炉加热的房间内表面的辐射热通量。

隐身特效:隐藏实体

我们一直在讨论如何修改视图节点,来突出模型(和仿真结果)中关注点的方法。视图节点的另一个用处是能够在预处理和后处理中隐藏一些几何实体。同样,这个功能可以直接从图形工具栏访问,不过操作此功能获得的结果却是通过视图节点访问的。隐藏实体是大多数仿真中使用的一种技术,因为很多情况下,一些重要的结果会被壁挡住而无法看到。在下面的三个示例中,如果我们不隐藏一些不关注的部分,就无法查看结果。

电力变压器的木结构中的损耗分布,其中隐藏了部分木结构和两个线圈的一半结构,从而可以看到更多内部结构。

室内音乐厅模型中的射线声学仿真。视图中隐藏了天花板、前壁和近侧壁,以查看仿真结果。

风力发电机复合材料叶片表层(部分被隐藏)和翼梁的 von Mises 应力分布。

本文内容来自 COMSOL 博客,点击底部“阅读原文”,可查看更多延伸文章。如果您有相关问题,或者文中介绍的内容没有涉及您所关注的问题,欢迎留言讨论。

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