模型求解完成后如何自动导出图像

2017年 7月 11日

上一篇博客中,我们探讨了如何在研究 节点下设置一系列程序化操作,用于求解模型、将模型保存到文件,以及将数据导出到文件。这篇博客,我们将在此基础上展示在 COMSOL Multiphysics® 软件中求解模型后,如何自动导出完整的图像序列。

示例:微混合器模型

为了展示这个功能,与之前的博客一样,我们首先从案例库中加载微混合器教程模型。该模型位于文件夹 COMSOL Multiphysics > 流体动力学中,演示了层流静态混合器中的流体流动和质量传输。

“案例库”中的微混合器模型。

该模型使用 层流 接口模拟流体流动。然后,将流体流动仿真结果作为输入,演示了如何使用 稀物质传递 接口计算混合效率。这些物质的种类将根据流体速度向下游输送。

该模型的计算时间仅为几分钟。在上一篇博客中,我们通过不求解 稀物质传递 部分来加快计算速度。本文,我们需要计算整个混合器的浓度曲线。为了能更快地运行计算,我们可以将预定义单元大小 设置为超粗化

微混合器模型的单元大小设置,可以加快计算时间。

在这个示例中,粗化网格的步骤是可选的,即使不选择更改网格大小,后面也可以正常求解。

现在,让我们看看如何使用参数化切面图和动画导出一系列图像,其中每个图像对应一个切面。

使用参数定位切面图

下图是模型库中已经求解的示例模型在 x 方向上 5 个不同 yz 平面的浓度切面默认图:

在 COMSOL Multiphysics® GUI 中求解的微混合器模型。

如下图所示,将质量分辨率设置为超细化,可以得到稍微清晰的视化图。

设置微混合器模型的质量的分辨率,可以增强图形的可视化效果。

我们可以将 平面数据 定义方法更改为 坐标,而不是 浓度切面 图中默认的 5 个均匀间隔的切面。例如,通过下图所示的设置可以生成x 坐标在 0.5mm 的单个切面。

A screenshot showing how to generate a single slice of plane data in COMSOL Multiphysics®.

结果如下图所示:

在“图形”窗口中显示一张平面数据切片的图像。

我们可以通过参数来参数化切面的位置。右键单击 结果 节点,然后选择 参数

在结果节点下的参数选择。

定义一个参数 xcut 值为 -3.5[mm]。(微通道在 x 轴上的 -3.5mm~8 mm 范围变化。)

如何在 COMSOL Multiphysics® 中定义一个参数。

平面数据 部分,在 x 坐标的编辑框中输入 xcut,设置 切面 绘图。

如何为平面数据特征添加一个参数。

上述设置对应的切面图如下:

使用一个参数集放置切面图。

使用动画导出图像序列

如果要导出与不同切面位置的值对应的一系列图像,可以使用一个基于文件导出的动画来实现。

如下图所示,可以从功能区工具栏的 动画 菜单中选择 文件 生成动画。

如何由仿真结果生成动画。

或者,可以右键单击结果 下的导出 节点,然后选择动画 > 文件

如何导出由仿真结果生成的动画。

在模型树 动画 节点的设置窗口中,选择 图像序列 作为 输出 类型。

在模型树中动画节点的设置窗口中,选择图像序列作为输出类型

输入文件名 ,如 C\ COMSOL \ my_image.png,前提是系统中有一个文件夹 C\ COMSOL,但也可以输入任何具有书写许可权的文件夹。

如何为一个图像序列设置文件名。

为了将导出的文件链接到参数 xcut,将 序列 类型更改为 结果参数。这可以在 动画编辑 部分中设置。

如何将导出的文件链接到一个已定义的参数。

选择 xcut 作为 参数,将 起始值 设置为 -3.5停止值 设置为 8,并将 单位 设置为 mm

参数设置、起始值和停止值设置,以及将单位设置为 mm 的选项。

动画 的设置窗口顶部,单击导出 开始生成图像。图像将获得与序列号相对应的后缀。在 部分设置帧数或图像数。

动画设置窗口的帧设置。

这样就会生成一系列名称为:my_image01.png,my_image02.png,…,my_image25.png 的图像,如下图所示。

使用动画生成的一系列图像的文件夹。

求解模型后自动导出

现在,我们来看一下在 COMSOL Multiphysics 中求解模型后如何自动生成图像。

为了在研究节点定义一些列操作,我们可以启用高级研究选项。该选项位于模型开发器工具栏的菜单选项,单击“眼睛”符号可以查看菜单。

如何在模型开发器窗口启用高级研究选项。

在出现的 作业配置 节点下,选择 序列。我们在 关于如何使用作业配置的博客中 对此过程进行过描述。

在作业配置节点选择序列。

求解方案 的设置窗口中,选择 全部,确保所有研究步骤都在运行。

在作业配置中运行所有的研究步骤的设置。

右键单击 序列,然后选择 结果 > 导出到文件

序列节点下的导出文件选项。

导出到文件 设置窗口,运行 选项选择 动画1。在这个简单的示例中,输出 下仅有一个节点。我们也可以保留默认选项 全部

导出到文件设置窗口。

要使用 序列 求解,请右键单击并选择 运行。或者,单击设置窗口顶部的 运行 按钮。

求解模型后使用自动导出图像的设置窗口。

使用截面导出二维图像

上文我们使用导出操作生成了一系列三维图像。如果要为每个切面生成一系列二维图像该怎么操作?这可以使用参数化的 截面 来实现。

右键单击 数据集 节点,然后选择 截面

数据集节点下的截面特征。

截面 的设置窗口中,输入 Xcut 作为 X 坐标

截面的设置窗口。

已经存在的三维绘图组不能生成二维绘图,因此右键单击 结果 并选择 二维绘图组

结果节点下的二维绘图组。

二维绘图组 的设置窗口中,选 择截面1 作为 数据集

设置窗口的二维绘图组。

二维绘图组 下添加一个 表面 绘图节点,并将 表达式 更改为 c,对应于浓度。

表面绘图节点设置,高亮部分为更改后的表达式。

要整理绘图组列表,请将二维绘图组 的名称更改为 Cut Plane Concentration(截面浓度)

更改为切面浓度的二维绘图组名称

现在,转到模型树中的 动画 节点。在相应的设置窗口中,将目标 更改为 Cut Plane Concentration”。

如何在动画节点更改目标的设置。

单击 导出 生成二维图像序列,如下图中的文件浏览器视图所示:

文件夹浏览中的二维图像序列。

要使用 Windows® Explorer 获得此视图,请将视图更改为大图标

与之前的示例一样,现在我们可以继续运行作业序列 求解,就可以自动生成图像集并将其保存到文件中。

 
想自己动手尝试模拟文中的示例模型吗?请单击上方按钮获取 MPH 文件。

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