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用於高效模擬和CAD 整合

CAD 導入模組同時支持CAD 檔案導入及導出

CAD導入模組支持一系列不同的導入檔案格式,包括Parasolid ®ACIS ®格式以及STEPIGES等標準格式。基本上所有CAD軟體包都支持這些檔案格式,您可以將檔案保存為以上任意格式並很輕鬆地導入到COMSOL Multiphysics。最重要的是,CAD導入模組允許您導入許多CAD系統的原生檔案格式,例如Inventor ®PTC ®Creo ® Parametric™SOLIDWORKS ®CATIA ® V5檔案為可選導入格式,支持原生檔案導入。

 

安裝好CAD 導入模組之後,該模組會利用內帶的Parasolid 幾何引擎自動將所有CAD 檔案轉換為Parasolid 幾何結構。這些幾何結構隨後可以通過COMSOL Multiphysics 中的一些工具和CAD 導入模組進行更改。這包括幾何修復或特徵削除(均在下面說明),或對幾何結構的更改。例如在CAD 幾何結構周圍建立一個模型域。大多數CAD 模型都是加工產品的幾何結構,可以使用模擬來模擬該對象周圍的現象,例如空氣流​​動。進行這些更改之後,CAD 導入模組還可以將其導出為Parasolid ACIS 檔案格式,供以導入到其它軟體中。


  • 从 CAD 工具导入的几何对象可以即刻进行修正,去除对于整体仿真无关紧要的细节,例如该示例中的槽和孔。
  • 修复细条?少了所需的网格剖分,同时平滑周边几何形状来填补间隙。
  • 在该示例中,特征削除包括到从几何对象中去除圆角。所有圆角均在一个操作中选定并删除。
  • 您可以通过端盖面来填充某个域,在该域上执行仿真,例如某个流道内的流体流动。
  • 根据是否需要周围面的属性特征,可以删除和填充(如图所示),或者分离和填充孔或面。
  • 虚?操作使网格剖分工具可以忽略几何结构的密集网格特征,从而生成较稀疏的网格。

模擬與CAD 模型集成,實現成功的產品研發

產品研發的第一步往往包括CAD 建模或模擬模型。模擬模型可以用於對所需部件、組件或設備的了解和優化,而CAD 模型可以提供精確製造所需的詳細信息。為了獲得全面的了解,必須同時建立這兩個模型。然後,需要集成CAE 模擬模型與CAD 幾何模型,因為一個模型的信息和數據會影響另一個模型,且通常它們之間的數據是可以直接通信的。為方便這種集成,COMSOL 提供了一個強大的工具:CAD 導入模組。

特徵削除可以簡化模擬過程

由於幾何結構複雜性和模型中的大量微小結構,適當的修復之後,CAD模型可能仍然難以在模擬中使用。其中一些可能來自CAD 模擬過程本身,例如,小面、細條、尖端和短邊。其他一些特徵,例如圓角、槽、螺紋和孔,可能是最終實際生產所需要的,但基本上對於CAD 模型的整體模擬是無關緊要的。在這兩種情況下,這些微小結構的存在通常需要十分密集的網格才能進行求解。為了節省計算資源,應去除這些細節結構並使用較簡潔的幾何模型,以減少所需的網格。

 

CAD 導入模組提供了CAD 修復輔助功能,自動識別鑑定,可以自動或手動刪除多餘的微小結構,來簡化模擬過程。對於不需要的結構(例如細條),可以在介面中選擇其對應的類型並指定容差值,軟體識別幾何對像中出現的所有此類幾何結構。從此處,您可以手動指定將削除的結構。然後,CAD 導入模組會刪除他們,並產生光滑或連貫的幾何對象,從而更好地進行網格剖分。此外,採用與CAD 修復相同的容差值,CAD 削除還可以作為CAD 導入的一部分自動執行。

對於某些仍然需要大量網格解析的特殊結構(例如,孔和槽),可以在幾何對像中手動選擇,並選擇填充、端蓋面、修補或刪除它們。這會使得CAD 導入模組通過填補或修補將它們替換為連續的表面。

虛擬操作使模擬集中到重要的區域

為集中在重點區域模擬,您可以利用虛擬幾何操作避免或去除網格剖分和模擬過程不必要的幾何細節。在不會對模擬產生很大影響,或與模擬關係不是很大的模型區域中,您可以選擇實體結構並讓網格剖分工具忽略這些實體。隨後,網格剖分將在虛擬幾何上進行。此類操作包括忽略點、邊和麵,構造複合邊和麵以及折疊邊和麵等。這些操作包含在COMSOL Multiphysics 基本模組中,是CAD 導入模組削除工具的良好補充。當幾何的特徵無法通過特徵削除或修復簡單地去除時,或者當模擬要求幾何的曲率保持不變時,這些功能是非常有用的。

CAD 幾何修復使您順利模擬

生成CAD 模型具有強健性,可能不夠科學。建立CAD 模型的目的是可視化或定義容差與材料數據,提供負責調整設備或生產過程的製造團隊、工程師所使用。通常情況下,CAD 模型在描述空間中同一點相接的兩個相鄰面時並不精確。整個CAD 模型中可能會出現難以察覺的微小異常,這可在COMSOL Multiphysics 內產生非物理對像或區域,並對網格剖分造成困難。因此,在缺省情況下,CAD 導入過程中總是會進行幾何修復,以便您可以進行模擬工作。

CAD 導入模組提供了CAD 檢測與CAD 修復功能。雖然一般來說這些工作最好由設計工程師在自己的CAD 工具中執行,但CAD 軟體無法直接識別錯誤信息,不過您可以使用CAD 導入模組識別這些錯誤信息的位置。或者,您也可以在CAD 導入模組內手動選擇相鄰的面,並將它們連接起來以構成實體,或者在導入時指定容差讓CAD 導入模組自動執行該操作。

LiveLink™ 模組提供更多的功能

CAD 導入模組提供了所有用於CAD 模型和COMSOL 幾何結構之間充分交換數據所需的工具。這些功能也可在LiveLink™ 模組中使用,這些模組將CAD 設計與CAE 模擬更加緊密地結合在一起。借助LiveLink 模組,您可以從模擬模型中直接優化CAD 幾何模型。

LiveLink 模組的關鍵功能是實現了COM​​SOL Multiphysics CAD 系統之間的同步鏈接。它不僅具有模型導入和導出、幾何修復及CAD 模型特徵削除等功能,而且COMSOL Multiphysics 中的幾何結構可以與CAD 軟體中幾何模型相關聯。這意味著在其中一個軟體中更改幾何模型時,另一個軟體會立即通過同步鏈接功能實時更新。因此,當模擬過程需要更改時,CAD 模型也要執行相應的更改,這種情況下您可以通過實時鏈接模組避免重複的導入/導出,或者重新導入整個CAD 模型的操作。此外,還可以自動運行基於幾何實體(例如邊的長度)的參數化掃描。不論幾何結構中發生了何種更改,定義在幾何域或邊界上的所有物理場都會保留下來。