مدیریت خودکار انتخاب ها در COMSOL Multiphysics®

این قسمت 3 از یک سری وبلاگ در مورد نحوه مدیریت انتخاب ها و اعداد موجودیت هنگام استفاده از LiveLink™ برای MATLAB® و COMSOL® Application Programming Interface (API) است. در این بخش، من در مورد چگونگی مدیریت داخلی انتخاب‌ها و اعداد موجود در نرم‌افزار شبیه‌سازی COMSOL Multiphysics و نحوه استفاده از این روش‌ها در هنگام تنظیم مدل‌های خود بحث خواهم کرد.

مدیریت خودکار انتخاب ها در یک مدل

هنگامی که تغییری در مدل ایجاد می‌کنید، از جمله تغییرات در هندسه، COMSOL Multiphysics اکثر تنظیماتی را که برای مدل اعمال کرده‌اید و انتخاب‌های مرتبط با آن‌ها پیگیری می‌کند. اگر یک شرط مرزی برای مجموعه‌ای از مرزها اعمال کنید، مدل این تنظیمات را به خاطر می‌آورد – و حتی اعداد موجودیت مرزها را زمانی که به دلیل تغییر در هندسه تغییر می‌کنند، به‌روزرسانی می‌کند.

البته مواردی وجود دارد که نمی توان تنظیمات را حفظ کرد. به عنوان مثال، اگر تمام مرزهایی را که یک شرط مرزی خاص اعمال می شود حذف کنید، آنگاه شرط مرزی یک انتخاب خالی خواهد داشت. بنابراین، به مدل کمک نمی کند مگر اینکه به صورت دستی مرزهای جدیدی به انتخاب آن اضافه کنید.

در قسمت 2 این مجموعه وبلاگ ، روشی را برای استفاده از انتخاب‌های مبتنی بر مختصات با استفاده از عملکرد در LiveLink™ برای MATLAB® برای به دست آوردن شماره موجودیت برای تنظیم مدل‌ها به شما نشان دادیم. کار با این کار در خط فرمان بسیار آسان است، اما هنگام کار با انتخاب‌ها در COMSOL Multiphysics، افزودن انتخاب‌ها از طریق رابط کاربری (UI) و اعمال تنظیمات فیزیک به این انتخاب‌ها به جای موجودیت‌های هندسی بسیار آسان‌تر است. . به این ترتیب، شما از چارچوب داخلی استفاده می‌کنید که موجودیت‌های هندسی را ردیابی می‌کند و نیازی به استفاده از اعداد موجودیت هنگام تنظیم مدل ندارید.

دو راه برای افزودن یک انتخاب به یک مدل وجود دارد. روش اول این است که تیک Create Selections را انتخاب کنید که برای هر عملیات هندسی موجود است.

به این ترتیب، می توانید به راحتی انتخاب هایی ایجاد کنید که حاوی موجودیت های خروجی عملیات هستند. انتخاب هایی برای دامنه، مرزها، لبه ها و نقاط ایجاد می شود. نام انتخاب‌ها شامل تگ هندسه و شی به اضافه «_dom»، «_bnd»، «_edg» و «_pnt» خواهد بود. به عنوان مثال، برای یک مستطیل با برچسب r2، برچسب انتخاب مرز تبدیل به geom1_r2_bnd می شود .

روش دوم افزودن انتخاب ها به یک مدل، ایجاد انتخاب هایی با نام در درخت مدل است. اینها را می توان به عنوان گره در شاخه تعاریف درخت مدل و همچنین در خود توالی هندسه اضافه کرد . خیلی مهم نیست که کجا انتخاب‌های نام‌گذاری شده را اضافه می‌کنید، اما انتخاب‌های موجود در دنباله هندسه نه تنها می‌توانند برای تنظیمات فیزیک یا مش، ​​بلکه به عنوان ورودی برای عملیات هندسه پایین‌دست نیز استفاده شوند. با انتخاب نام های توصیفی، می توانید دید کلی خوبی از خود توالی هندسه به دست آورید.

استفاده از COMSOL Multiphysics Selections برای ردیابی تغییرات هندسه

بیایید نگاهی به یک انتخاب نامگذاری شده در دنباله هندسه بیندازیم. به گره Geometry 1 در درخت مدل بروید و راست کلیک کنید، سپس بر روی “Selections” کلیک کنید. پس از انجام این کار، لیستی از انواع مختلف انتخاب را مشاهده خواهید کرد:

Box Selection مربوط به فرمان است mphselectbox، اما از آنجایی که این انتخاب به شکل محکم‌تری به هندسه COMSOL Multiphysics متصل است، گزینه‌های بیشتری دارد. اگر چیزی در جعبه است یا اگر چیزی در داخل آن است، می‌توانید انتخاب کنید که موجودیت را شامل شود . همچنین می‌توانید بر اساس مماس پیوسته گروه‌بندی کنید ، که به شما امکان می‌دهد چهره‌ها یا لبه‌های مجاور را که دارای مماس پیوسته هستند (با مقداری تحمل) انتخاب کنید. من از این ویژگی های پیشرفته در این مثال استفاده نخواهم کرد.

برای نمونه مدل هیت سینک، دو انتخاب اضافه می کنم: یک انتخاب برای قسمت داغ هیت سینک و انتخاب دیگری برای سمت سرد. mphselectboxدر مقایسه، من در قسمت 2 مجموعه وبلاگ سه تماس گرفتم . برای اینکه انتخاب داغ را بدست آوریم ، به سادگی تیک گزینه Create Selections را برای مستطیلی که مؤلفه اول را تعریف می کند، انتخاب می کنم. از آنجایی که این مستطیل در یک عملیات Array استفاده می شود، انتخاب به طور خودکار گسترش می یابد تا تمام قسمت های آرایه را پوشش دهد. برای سمت سرد، یک Box Selection به انتهای دنباله هندسی اضافه می شود تا قسمت بالایی هیت سینک را در بر گیرد. حالا، حتی اگر باله‌های بیشتری – مستطیل‌های بیشتر – به هیت سینک اضافه کنم، انتخاب جعبه به طور خودکار آنها را شامل می‌شود، زیرا آخرین گره در دنباله هندسه است.

Box Selection به گونه ای پیکربندی شده است که مرزهایی را که در محدوده های مشخص شده قرار می گیرند، در این مورد سمت سرد هیت سینک، خروجی می دهد.

پس از تنظیم انتخاب ها، شرایط مرزی در مدل باید پیکربندی شود تا آنها از انتخاب ها استفاده کنند. از این به بعد، هندسه را می توان بدون نگرانی در مورد انتخاب ها یا اعداد موجودی که COMSOL Multiphysics به صورت داخلی استفاده می کند، به روز کرد. اکنون مدل را می توان هم از داخل COMSOL Multiphysics® UI و هم از نرم افزار MATLAB ذخیره و استفاده کرد. البته تنظیم انتخاب ها می تواند با استفاده از COMSOL API نیز انجام شود. برای مشاهده نحوه انجام این کار، می توانید به سادگی مدل را به عنوان یک فایل مدل برای نرم افزار MATLAB® ذخیره کنید، همانطور که در قسمت 1 مجموعه Working with M-Files توضیح داده شده است .

وقتی مدلی را بارگیری می‌کنید که شامل انتخاب‌هایی با استفاده از LiveLink™ برای MATLAB® است، می‌توانید انتخاب‌ها را با استفاده از تابع wrapper مشاهده کنید mphviewselection. برای مشاهده انتخاب سمت سرد، می توانید اجرا کنید mphviewselection(model,'geom1_boxsel1').

هنگام مشاهده با دستور، مرزها (به رنگ قرمز ) توسط کادر انتخاب برای سمت سرد هیت سینک خروجی می شود mphviewselection.

شبیه سازی

در مثال قسمت 2 ، هندسه را با افزودن پره های بیشتری به هیت سینک اصلاح کردم. به جای استفاده از mphselectboxچندین بار برای هر نسخه از هندسه همانطور که در آنجا انجام دادم، در اینجا فقط یک بار انتخاب ها را به مدل اضافه می کنم و کار سخت به روز رسانی هندسه و انتخاب ها را به نرم افزار واگذار می کنم.

ابتدا مدل را با استفاده از دستور mphload در نرم افزار MATLAB بارگذاری می کنید:

نوشتن کد تغییر هندسه و حل مدل بسیار ساده است. با استفاده از انتخاب های داخلی نرم افزار COMSOL Multiphysics®، هنگام استفاده از نرم افزار MATLAB برای به روز رسانی مدل، نیازی به تنظیم چیزی نیست. بنابراین، حلقه کوتاه تر از قبل می شود:

اجرای این اسکریپت نمودار نتایج نشان داده شده در زیر را تولید می کند.

توزیع دما در هیت سینک برای پیکربندی های مختلف باله.

تأیید انتخاب ها

با نوشتن “model.selections” می توانید تنظیمات موجود در یک مدل را تأیید کنید. نرم افزار MATLAB نام (برچسب) انتخاب ها را در مدل می نویسد:

با استفاده از تابع “mphgetselection” که برای انتخاب geom1_r2_bnd این نتیجه را به دست می‌دهد، می‌توانید دریابید که یک انتخاب شامل چه چیزی است :

آنچه در مورد کار با M-Files آموخته ایم

راه‌های مختلفی برای اطمینان از اینکه انتخاب‌ها برای تنظیمات مدل حفظ می‌شوند، زمانی که تغییرات بزرگی در هندسه مدل ایجاد می‌کنید، وجود دارد. با استفاده از دستورات همراه LiveLink™ برای MATLAB ، می‌توانید اعداد موجودیت را در مختصات مشخص شده پیگیری کنید. نقطه ضعف این روش این است که شما باید به استفاده از این دستورات برای به روز رسانی هندسه ادامه دهید. اگر مدل را در محیط COMSOL Desktop® بارگذاری کنید، این روش خراب می شود. اگر به جای آن به انتخاب های نامگذاری شده در درخت مدل تکیه کنید، می توانید همان نتیجه را به دست آورید و همچنین توانایی کار با مدل را هم در خط فرمان نرم افزار MATLAB® و هم در COMSOL Desktop® خواهید داشت.

اگر فکر کرده اید که آیا می توانیم بدون شماره موجودیت در انتخاب ها انجام دهیم یا نه، پاسخ “بله” است. همانطور که در اینجا دیدید، ما در واقع می‌توانیم بدون دستکاری اعداد موجودیت در انتخاب‌ها انجام دهیم. گنجاندن انتخاب‌های نام‌گذاری شده در مدل کمی کار می‌برد، اما آنها قابلیت استفاده و استحکام بهتری را ارائه می‌دهند.

سایر پست های این مجموعه

1. بهترین تمرین برای کار با فایل های مدل M
2. نحوه کار دستی با شماره های موجود در انتخاب ها

MATLAB یک علامت تجاری ثبت شده The MathWorks, Inc است. همه علائم تجاری دیگر متعلق به صاحبان مربوطه هستند. برای فهرستی از این صاحبان علامت تجاری، به http://www.comsol.com/tm مراجعه کنید . COMSOL AB و شرکت‌های تابعه و محصولات آن به این صاحبان علامت تجاری وابسته، تأیید، حمایت مالی یا پشتیبانی نمی‌شوند.