![热能工程与先进能源技术仿真与设计](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/336/25793336/b_25793336.jpg)
2.6 二维综合实例
(1)模型向导
第一步 打开COMSOL软件。
第二步 在Model Wizard窗口中的Select Space Dimension列表中选择2D选项。
第三步 单击Finish()。
(2)参数设置
第一步 在Modle Builder窗口中,右击Global Definitions,在弹出的下拉菜单中选择Pararmeters,如图2-59所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00063002.jpg?sign=1739575893-E3li6iXX3SOqXRTzJygjAbIKxdPnVw7p-0-bc6156236b0222579d0354f5a8520510)
图2-59 选择Pararmeters命令
第二步 在Settings窗口中的Pararmeters表格中输入所涉参数,如图2-60所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00063003.jpg?sign=1739575893-vGxcxD19E1MLe0q23IrUiyD4QfTy5M6g-0-740f8cf20e8c6b265af09286ff460554)
图2-60 设置参数
(3)根据预定义的参数创建两个圆
第一步 在Modle Builder窗口中,右击Modle 1>Geometry 1选择Circle。
第二步 在Settings窗口的Size and Shape部分,在Radius栏中输入R1。
第三步 单击Build Selected完成圆1的创建,如图2-61所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00064001.jpg?sign=1739575893-a1O6bX4bRA2HQlkE7v2PEt7E80nF0BO7-0-a272a40106f4bb04b2721d4e15061966)
图2-61 创建圆1
第四步 在Modle Builder窗口中,右击Modle 1>Geometry 1选择Circle。
第五步 在Settings窗口的Size and Shape部分,在Radius栏中输入R2。
第六步 单击Build Selected完成圆2的创建,如图2-62所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00064002.jpg?sign=1739575893-ebw41EfhH1Eg1fH99wlTgJrOD4TUzuoU-0-fb7e3f0fbcc96437e82d0d74d8e108ab)
图2-62 创建圆2
(4)对所创建的两个圆进行差集运算
第一步 在Model Builder窗口右击Geometry 1,选择Boolean Operations菜单里的Difference命令。
第二步 在Settings窗口,单击Objects to add下面方框右边的Activate Selection。
第三步 在Graphics窗口选择c1,如图2-63所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00065001.jpg?sign=1739575893-3gaOGVMSCj5MfqeoJobbCVOsepJw44sd-0-7a45fef7def4aa48924343c88adff935)
图2-63 选择保留对象c1
第四步 在Settings窗口,单击Objects to subtract部分方框右边的Activate Selection。
第五步 在Graphics窗口选择c2,如图2-64所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00065002.jpg?sign=1739575893-LLHb77BGcIsUoYfyZSHici0ysqQfoQ1K-0-7b2bffb5b90f804e15114d459f944838)
图2-64 选择去除对象c2
第六步 单击Build Selected,完成几何结构差集操作,如图2-65所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00066001.jpg?sign=1739575893-tBqpucou1JgNoWE5qOTaJue6h6nMdnb4-0-8f40411fee241681bb545b2bf2bdd0f3)
图2-65 差集操作结果图
(5)创建矩形并与圆环进行交集运算
第一步 右击Model Builder窗口中的Geometry 1选择Rectangle。
第二步 在Settings窗口中的Size下面Width栏中输入矩形的宽度2*R1,在Height栏中输入矩形的高度R1。
第三步 在Settings窗口中的Position部分的x栏中输入-R1。
第四步 单击Build Selected,完成矩形的建立,如图2-66所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00066002.jpg?sign=1739575893-Jh3cHIeTNzTYECqLqcug36F3OKbtLhPJ-0-55c23658a0cf6a8c994fba000adfc356)
图2-66 创建矩形r1
第五步 在Model Builder窗口右击Geometry 1,选择Boolean Operations菜单里的Intersection命令。
第六步 在Graphics窗口选择dif1和r1(使用框选),如图2-67所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00067001.jpg?sign=1739575893-zsjvq6DiZ7MHhnFgcCj9Ti1OfLde4QXB-0-1bc7fd5eb1637008fddd28162143444f)
图2-67 选择操作对象
第七步 单击Build Selected,完成几何结构交集操作,如图2-68所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00067002.jpg?sign=1739575893-63IReb0sbDiHd8cI3JWLe92ypT8lHVrb-0-49c5818dfb5fdd3dc30b1572ad79b534)
图2-68 交集操作结果图
(6)添加矩形来创建一个法兰
第一步 右击Model Builder窗口中的Geometry 1选择Rectangle。
第二步 在Settings窗口中的Size下面的Width栏中输入矩形的宽度L,在Height栏中输入矩形的高度d。
第三步 在Settings窗口中的Position下面的x栏中输入-(2/3*R1+L),在y栏输入-d/2。
第四步 单击Build Selected,完成矩形的建立,如图2-69所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00068001.jpg?sign=1739575893-TT3WsZDDTdbjHH11eCPwCMKnGtbFZFl3-0-310c05c59f7274e353cb7fc5aa44bbc5)
图2-69 创建矩形法兰
(7)在法兰边缘添加圆角
第一步 在Model Builder窗口右击Geometry 1,在弹出的菜单中选择Fillet命令。
第二步 在Graphics窗口选择点1和4。
第三步 在Settings窗口中的Vertices to fillet栏右面单击Add to Selection,完成点1和4的添加。
第四步 在Radius部分的Radius栏输入d/3,设定圆角半径,如图2-70所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00068002.jpg?sign=1739575893-zh0PRPRMzXcsmkPvp3916gcW6EzU10hz-0-e1e74757b6f6a35dd78484f97960c594)
图2-70 设置法兰边缘圆角
第五步 单击Build Selected,完成倒圆角操作,如图2-71所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00069001.jpg?sign=1739575893-cQtvSH0vYgoHnyENO5SbGLTFn9M7m2mD-0-b080648fd70ba8358ff53f1ea114cec1)
图2-71 创建法兰边缘圆角
(8)添加旋转1创建对象ROT1
第一步 在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Rotate。
第二步 在Graphics窗口选择要旋转的对象fil1(先左击再右击),如图2-72所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00069002.jpg?sign=1739575893-lmGjahLHXYEnGD8G0fTzqKoYXuKMXkqF-0-670038388f188ff702b21e6c05ef9c40)
图2-72 选择旋转对象fil1
第三步 在Settings窗口中的Input部分,勾选Keep input objects。
第四步 在Settings窗口中的Rotation Angle部分的Rotation栏输入-45,指定旋转角度。
第五步 单击Build Selected,完成几何结构旋转,为了使几何结构处于合适大小,单击Graphics窗口中的Zoom Extents,如图2-73所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00070001.jpg?sign=1739575893-VLTXo8Hjd82qnhAo15YD503ORcmdbosa-0-d04104d0b61450fa1026dc80ce741639)
图2-73 旋转结果图
(9)添加更多旋转对象
第一步 在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Rotate。
第二步 在Graphics窗口选择要旋转的对象rot1(先左击再右击),如图2-74所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00070002.jpg?sign=1739575893-MnxnNPsvGcmlNckmWbphYX4La1FWUoqS-0-a6593ad2c0b1a8e52e758abb511233a4)
图2-74 选择旋转对象rot1
第三步 在Settings窗口中的Input部分,勾选Keep input objects。
第四步 在Settings窗口中的Rotation Angle部分的Rotation栏输入-45,指定旋转角度。
第五步 单击Build Selected,完成几何结构旋转。
第六步 重复上述步骤创建rot3、rot4。
第七步 创建所有旋转对象后,单击Graphics窗口中的Zoom Extents,如图2-75所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00071001.jpg?sign=1739575893-fuohv2As2MgLWwgv4qKptFaPom0yNs2G-0-934453ab1013e8690c01945619e9d6d3)
图2-75 创建所有旋转对象
(10)去除内部边界
第一步 在Model Builder窗口右击Geometry 1,选择Boolean Operations菜单里的Union命令。
第二步 在Graphics窗口选择要操作的对象int1,fil1,rot1,rot2,rot3,rot4(使用框选),如图2-76所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00071002.jpg?sign=1739575893-vtSOhWj7Ey69olbQpkg72SE0iKesz2r2-0-17c063c53347ef42ff9bd5e1161fe91e)
图2-76 选择操作对象
第三步 在Settings窗口中的Union部分,单击Keep interior boundaries前的方框内的对号。
第四步 单击Build All,完成去除内部边界操作,如图2-77所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00072001.jpg?sign=1739575893-OzeEyDMbAC5YNzhSyRwaDAWgAGv8kjEy-0-3d19cbe1cc893d9a3d1704b6be60cb28)
图2-77 去除内部边界操作结果图
第五步 单击Global Definitions前的三角,然后再单击Parameters。在Settings窗口中的Parameters表格中改变参数数值,如图2-78所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00072002.jpg?sign=1739575893-2Bszak8KxPuxif6tOpV4pSBfV3tw0UKx-0-22ddc211a0f7346eb5c5f7362368eeab)
图2-78 改变参数设置
第六步 单击Geometry,然后单击Build All,完成参数修改。如图2-79所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00073001.jpg?sign=1739575893-FBH4EsEX0akkuYLzSnbOsICDcooif0yx-0-62bcf9d4777003d0ac7bc66cba8d4a6a)
图2-79 改变参数后结果图
COMSOL中几何结构的尺寸可以通过参数来控制,也就是几何结构的参数化。因而可以非常方便地通过改变参数的数值,改变几何结构。