comsol快速入门教程

我曾经大三的专业课老师要求全班学习COMSOL!

我自己参照官网的教程,写了个比较通俗易懂的入门教程,字多图多慎看(大三的时候写的)。

教你一步一步做出第一个项目。(其实COMSOL本身不难,主要是其中涉及的物理建模和数理方程的知识是不可或缺的)

扳手受力分析

我们平常用的扳手:如下图:

image

我们可以通过对它进行模拟分析,熟悉一下comsol的基本操作流程;(这是个简单的力学模拟,不涉及耦合场的模拟,当然,comsol最强大的功能是耦合场模拟,这个我们不急,先看完这个了解一下,具体的耦合场的例子推荐大家去看官方的help文档example2,这个例子也是上面的,相比官方来说,我的首先是中文比较好懂一点,然后解释比较直白通俗)

当然你也可能有些地方不懂,第一是有限元不太知道,第二就是数理方程边界条件不太知道,第三就是我没说明白!!!

本人也是个新手,刚看过三国,就学关公耍大刀了,大家将就着看吧,肯定会有差错,敬请原谅敬请原谅。。。。。

第一部分:

选择基本的研究领域,显然,我们这里研究的是结构力学模块中的固体力学,然后它跟时间无关,所以是稳态的研究。模型当然是选择3D的了。具体步骤有截图:

image

image

image

image

完成这四步以后,我们就可以进入comsol 的主界面了!

Ps:这里稍微介绍一下,为什么我们一开始要选择不同的模块和领域,什么力学,电磁学,光学什么的,在于不同模块所需要的偏微分方程和边界条件都是不一样的(请回忆数学物理方程里的三个基本方程和相关的定界问题),comsol为我们预设了不同的微分方程所以我们不需要自己设(当然你可以选择自己设),只要点击相应的模块就行了。这是comsol的一大优势。

第二部分:

下面我们就开始设置相关的条件了。

首先我们要有一个模型,我们研究的是一个扳手,所以我们要有一个扳手的模型,可以自己绘制,这个扳手模型的绘制应该是比较复杂的,只用comsol基本功能可能比较难,可以用CAD软件区绘制,comsol支持CAD文件的导入。

上面扯了一大堆,对于我们来说,第一次就用comsol里面自带的几何模型库吧,正好里面有。我们可以选择导入,具体步骤如下:

image

image

image

上面那个默认的目录是:C:\Program Files\COMSOL\COMSOL44\models\COMSOL_Multiphysics\

Structural_Mechanics\wrench.mphbin

大家根据自己的安装情况不同可以找到它。

这时候,我们就把扳手的模型导入了,大家可以去随便点一点

image

这一排的按钮,看一看它们的作用是什么,可以随便点的,点不坏的,不用怕,我就不一一介绍了

下面我们就进行下一步了

模型选定了,接下来我们根据

image

它上面从上到下的顺序,选择材料属性

我们知道不同的材料的杨氏模量,泊松比是不一样的,所以要确定材料(具体请脑补朝玉大师的弹性力学与张亮分析)

image

大家可能会找不到它,它是在built-in里面的,需要先打开built-in再找。

然后就设置好材料了,大家可以看一看它的具体的数据

image

下面我们就进行第三步了,模型有了,材料也搞好了,开始设置边界条件吧!(最关键的一步)

微分方程之前我们选模块的时候就选好了,要解微分方程就看边界条件和初始条件了,这里跟时间无关(此处脑补操老师的数理方程)

扳手的受力,显然我们按住扳手的尾端,也就是在扳手的尾端施加力,扳手的前端是固定的

很明显,扳手的前端是固定端,添加固定边界条件

尾端要加上载荷(这里有问题请参考数理方程)

首先选择固定边界条件

image

加在扳手的前端上,变成蓝色说明已经被选定,这一步只要在扳手前端找到如图所示,点击鼠标就行了

image

以上两步,说明我们给扳手前端加了固定边界条件。

下面一步给扳手加上载荷:

跟上一步一样,左键选择添加边界载荷:

image

然后我们选定载荷作用的这一部分:

image

选好之后,我们看左边的栏目,添加相应的载荷属性(也就是力的方向和大小)

image

先选择total force,在写上力就行了,我写的是150,大家可以随便大小,但不要太大(太大,扳手承受不了就。。。。)

这里为什么有负号,因为压扳手的力是朝z轴负方向的。。。。。

到此就全部设置好了!

下面就进行网格化吧(这是有限元方法的基本步骤,不懂的请稍微看看有限元)

当然,目前也不需要你懂什么,稍微点两下就行了

image

image

再点

image

就行了,。。网格化完毕

这里我们用的是系统自动网格化,我们也可以选择人工的,人工的就要我们自己设置网格的大小,密度什么的。。。。

网格化完了,你的扳手就会变成这样:

image

全部设置都结束了

最后只要轻轻点一下计算就行了

image

如果你的电脑运行内存小于4g,那很不幸,你可能算不出来,要进行一些额外的步骤(现在4g以下的笔记本应该不多了,如果你是,就来问我吧)

如果你的内存小于4g的话,就请看下面:

没关系,可以用硬盘内存代替运行内存,多几个简单的步骤:

首先,你就不要点计算了,先进行以下步骤

右击

image

,选择

image

,然后展开

image

,变成下面这个样子:

image

展开

image

,并点击

image

在右边的设置窗口设置:

image

跟这个图上设置的一样吧

这个设置确保如果你的电脑运行低内存中计算,解算器将开始使用硬盘作为补充RAM。允许解算器使用硬盘而不是内存计算慢下来。

到此你就设置完了,可以像之前一样,右键

image

,点击计算就行了。

你的内存大于4g就不用管,等它算完吧,可能要一些时间,一两分钟。。。

成功算完之后,你会看到:

是不是很神奇,整个扳手每个地方的受力都显示出来了(如果你的力不是150的话,可能情况跟我不一样。。。。。)

你看到的黑线的部分是扳手形变之前的位置,也就是初始位置。。。。

接下来,你可以稍微设置一下,就可以看到扳手的形变情况或者是受压力的情况。。。。(如果你的力不是150的话,可能情况跟我不一样。。。。。)

后面我就贴步骤,具体不啰嗦了,你基本也知道基本的流程了

这个扳手的建模我实际上是省略的全局定义的那一部分,这一部分在大型的建模过程中是排在第一步的,也就是设定参数,设定变量,设定函数什么的,比如我们就可以事先设定一个参数F来代表载荷,在填载荷的时候就可以直接写F不用写具体数值。。。。。但是我们这个小模型很显然就没必要了。。。。大家先有一个意识

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏人工智能

第三课:把tensorflow,模型和测试数据导入Android工程

关于Android项目的创建这里就不做赘述了,我们直接进入主题,看下如何把机器学习库和训练的模型导入一个安卓应用中。 导入 Inference Interfac...

28580
来自专栏我的小碗汤

推荐一款提高效率的工具

在工作中经常会遇到PDF转Word等可编辑文本情况,相信很多小伙伴用的是文字一个一个打,图片一个一个截的笨办法了。今天小编也和大家一样,准备这样搞,但是篇幅实在...

19330
来自专栏云飞学编程

非常适合新手的一个Python爬虫项目:打造一个英文词汇量测试脚本

最近朋友在苦学英文,但是又不知道自己学的怎么样了,直到有一天,他找到了扇贝网,里面有个“评估你的单词量”功能非常的好,就推荐给我了!

16110
来自专栏小小詹同学

知乎大神爬取高颜值美女(Python爬虫+人脸检测+颜值检测)

这是一篇来自知乎大神的技术文章

998100
来自专栏点滴积累

C#图像处理——ImageProcessor

这是个老生常谈的话题,需求实在太多,而且也较简单,写此文也是因为几个月没写技术文章了,权当为下一步开个头。我之前也做过很多此类项目,但是就我自己来说每次处理方式...

51570
来自专栏开源项目

你真的会用 Issue 吗?

大家对 Issue 一定不陌生,它灵活又实用,可以用来做 Bug 跟踪、需求管理、项目管理、交流探讨、写文章…… 不少新用户在后台问我们,如何优雅地使用 Iss...

32050
来自专栏Python爬虫与算法进阶

敲敲级简单的鉴别H图片的小程序

首先,来看一下程序运行结果的截图 ? 功能实现 一、下载SDK pip install qcloud_image 先贴出官方给的实例代码: #!/usr/bi...

34640
来自专栏应用案例

RIOT 与 ImageOptim - 两款 Win 和 Mac 上好用的免费图片优化无损压缩工具

不管你是网站站长、自媒体、博客作者、摄影师、设计师,还是需要在网上分享传输图片/照片的人,都希望自己上传图片耗时更短、图片体积更小,别人浏览时又能更快下载显示出...

45050
来自专栏数据小魔方

细分饼图

今天跟大家分享的是一种叫做细分饼图的图表制作技巧! 它所用到的技巧很简单,表达的数据也不很复杂,就是三层数据结构,每一层都是上一层的细分数据。 首先我们还是来看...

37250
来自专栏我爱编程

电磁兼容

14140

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券