您是否曾经尝试过将多个物理量绘制在同一张图像中，然而却发现它们的尺度并不匹配吗？通过在一维绘图中额外添加一个y轴，便可创建两个尺度，进而解决这一问题。我们将在下方的视频中介绍一个需要使用双y轴的案例，并演示如何向图像中添加第二个y轴，以及如何在 COMSOL Multiphysics® 软件中建立方便理解的标注。
视频：在 COMSOL Multiphysics® 中创建双Y轴图像
视频文本
在 COMSOL Multiphysics 中，您可以通过在绘图组中额外添加一个y轴，在单个一维绘图中同时绘制尺度和单位各异的两个不同的物理量。在本视频中，我们将介绍此功能的一个应用案例，演示如何额外添加一个y轴，并加入图例和注释来完成绘图。
建模概览
为此，我们从“案例库”中打开了“轴对称瞬态传热”模型。您也可以转到“COMSOL Multiphysics > 传热”，并选择 heat_transient_axi。这是一个相对简单的传热模型，我们指定整个域的温度为 0°。随后，指定外部边界温度为 1000°。随着时间的推移，热量会传递到整个模型，使内部域的温度升高。我们来看看模型设置，首先将整个二维域的温度初始值设为 0°C。接下来，使用轴向对称条件定义了对称轴的位置，为r= 0。我们可以使用这个对称轴来旋转模型，从而得到这样一个部分圆柱体。最后，我们指定矩形外部的 3 个边界的温度为 1000°C。然后，我们设置求解时间范围为 0 到 190 秒、时间步长为 10 秒。此外，还创建了二维截点。在本例中该截点位于r=0.1和z=0.3 处。我们可以提取该点的变量值。我们已经使用此截点提取了 190 秒时该点的温度值。
创建一维绘图组
我们还可以基于此截点创建一维绘图，以显示0 到 190 秒之间该点温度随时间的变化。为此，转到结果选项卡，并添加一维绘图组。然后添加点图，选择二维截点，并指定温度单位为摄氏度，并单击绘制。由结果可见，190 秒时的最后一个值是 186°。我们可以看到模型在 0 到 190 秒之间的升温情况，我们将该绘图命名为温度。接下来，可以再添加一个点图，并在其中显示另外一个量随时间变化。我们再次选择二维截点，并选择“热通量”。我们将使用r分量的总热通量。然后在表达式中输入负号。该表达式可定义向内热通量，即描述热量如何从右向左传递，或如何从外部边界向域中心传递。我们可以将描述设为向内热通量。同样，将这个点图命名为向内热通量，然后绘制图形。可以看到，绿色曲线显示的热通量从 0 W/m² 增至超过 18,000 W/m²。您可能已经注意到，图形中还绘制了温度图，位于图形底部，以蓝线显示。由于热通量值非常大，因此压缩了温度绘图。
实现双Y轴绘图
我们将在此处创建另一个y轴。转到“一维绘图组”，并选中双y轴。接着，需要指定作为副y轴绘图的绘图，我们选择向内热通量。选中此复选框后，图形会自动更新。此时可以看到，温度和向内热通量尺度分别显示在图形的左右两侧。我们还可以转到温度节点，将单位从摄氏度改为开尔文。再次单击绘制，图形将自动更新，此时开尔文显示在左侧。
至此，我们已经创建了包含双y轴的图形，但还未指明曲线与轴的对应关系。我们可以添加图例来解决这个问题。在“设置”窗口底部，可以看到已经添加了图例。因此，可以直接转到单独的节点，选择“显示图例”。需要将描述重命名为温度。然后，在向内热通量节点中显示图例，并将其重命名为热通量。此时，图例已经添加到图形中，其中的箭头分别指向温度和热通量，所对应的轴线的颜色也与相应的曲线颜色一致。我们将图例移到中间偏左的位置，以免遮挡需要显示的任何信息。
添加注释
此时的图形已接近完美，但曲线、轴以及变量之间的对应关系仍不够清晰。因此，我们还可以添加注释。我们为第一个注释输入温度，然后输入坐标，指定r方向为坐标 80，z方向坐标为 350，然后绘制图形，注释立即会显示出来。这个点是多余的，无需显示，我们可以将它移除，然后将颜色改为蓝色，与曲线一致。接着对热通量执行相同的操作：输入坐标值。取消选中显示点，并选择绿色，然后绘制该值。这种绿色不太合适，因此我们切换到定制颜色，从列表中选择更合适的绿色。
以上是如何创建双y轴绘图的相关教程。首先，您需要添加两个绘图。然后，只需选中双y轴复选框，并指定要作为在副y轴的绘图。最后，您可以添加图例和注释，帮助其他人更好的理解绘图。
更多资源
- 了解 COMSOL Multiphysics 中更多后处理工具的使用方法
评论 (0)