借助组件耦合对局部数据进行后处理

组件耦合算子是 COMSOL Multiphysics 提供的一组实用工具，可用于导出数值、创建新坐标系，以及为同一模型中的不同组件创建链接。在本文中，我们将探讨另一种可能性：使用名为广义拉伸组件耦合算子提取局部计算数据，并进行有效的后处理。

一个后处理难题

求解模型后，我们经常需要放大一小块区域以便仔细观察。例如，对承载弹簧执行结构力学分析后，或许我们不仅要对整个弹簧的求解变量进行可视化处理，还会希望绘制某些局部区域的数据。下图显示了一个弯曲几何的中面上的此类区域。

承载弹簧的全部表面（左）与垂直中面（右）上的弹性应变能密度。需要注意一点：在执行结构力学分析时，原始几何中不存在此中面。

另一个示例是对原始模型中不存在的特定三维形状的数据进行可视化，这一步骤发生在对扳手进行结构力学分析之后。详情见下图。

任意三维域上的扳手第一主应变绘图。同样地，原始几何中不存在此三维域。

如果待求解的区域是已经绘制的、单独的几何域，这时我们可以通过选定该域，轻松地对数据进行提取和可视化。然而，在获取结果之前，我们往往并不清楚域的具体位置，也很难基于推论预先将整个几何体分割成单独的域。另一方面，即使先求解了物理场，但仅仅为了后处理而修改几何、网格并再次求解模型是不切实际的。我们该如何应对这个挑战呢？

局部数据的实用后处理方法

组件耦合算子之一的“广义拉伸”解决了这个问题。其核心思想是在新组件中将感兴趣的区域模拟为新几何，然后使用“广义拉伸”算子将原始组件的求解数据映射到新组件。这种方法避免了对原始组件重新剖分网格和求解。另一个优点是新组件可以拥有任意形状（但是不能大于原始组件）和空间维度（即等于或小于原始组件的空间维度）。

为了分步骤演示如何对局部数据执行后处理，我们将以扳手的教学模型为例，您也可以在“文件 > 案例库 > COMSOL Multiphysics > 结构力学”中打开此模型。跟随下列步骤，您将快速掌握这个技巧。

1. 在现有组件“Component 1 > 定义”中创建广义拉伸算子。选择所有域作为其源。

   
   

2. 在模型树中创建一个新组件。请注意，新组件的空间维度必须小于或等于原始组件的空间维度。接着，基于您提取数据的方式构建新几何，并确保新几何置于原始组件之内。

   
   

3. 右键单击研究节点，选择更新解。这一步骤确保您能在新组件中访问求解数据。

   

4. 在“结果 > 数据集”中创建一个冗余节点——“解”，然后将它指向新组件，即“Component 2”。

   

5. 这一步便是绘制数据。记住要先从新创建的数据集开始绘制，并使用之前定义的“广义拉伸”算子comp1.genext1来定义表达式。这意味着绘图将使用“Component 1”（扳手）的研究所获取的结果来绘制“Component 1”（长方体）的结果。例如，solid.ep1代表“Component 1”中的第一主应变。要把第一主应变从“Component 1”拉伸到“Component 2”，我们需要在“表达式”输入框中键入comp1.genext1(solid.ep1)。

   
   

结语

COMSOL Multiphysics 是一个非常灵活的软件平台。除了本文介绍的功能之外，您还可以使用组件耦合建立子模型、模拟温度控制器以及模拟模型旋转。与此同时，COMSOL 的技术支持团队非常乐意协助您探索更多可能性。