在 COMSOL 模型中使用点云数据

有的时候，我们需要将其他仿真工具中的数据导入到 COMSOL Multiphysics 模型中。有很多种方法可以做到这一点，但最简单的方法是通过一个电子表格格式的文本文件读取点云数据。在这篇博客中，我们将分步骤介绍如何读取这类数据并将其用于 COMSOL 模型中。

以电子表格文本文件形式读取点云数据

首先，让我们来看一些由其他仿真工具生成的数据:

%X	Y	Z	矢量 X	矢量 Y	矢量 Z
-0.03041	0.013353	0.138253	0.001493	0.003518	-0.00302
-0.03862	0.01627	0.137537	0.001332	0.003296	-0.00329
-0.0355 . . .	0.010981	0.132823	9.60E-04	0.00287	-0.00287

第一行是每列数据的标题。表格中有 XYZ 坐标，并且每个点上都有我们想要导入 COMSOL Multiphysics 中的力矢量在 x、y、z 方向上的分量。文本中省略的其余行均为点云数据。

要读取这个数据，请转至模型 > 定义 > 函数节点，并定义一个新的插值函数，如下图所示：

接下来，需要填写如下图所示的表单:

设置数据源为文件，使用浏览按钮找到磁盘上的文本文件。数据格式的默认设置为电子表格，如果要设置其他格式，可以查阅 COMSOL 用户手册。由于这个示例正在读取 XYZ 数据，因此将变元数量设置为3，打开将空间坐标用作参数复选框，因为我们正在读取的数据是位置的函数。将坐标系下拉菜单切换为材料，因为我们将为结构问题施加载荷，并通过将坐标系设置为材料，指定载荷施加在原始的、未变形的配置中，而不是变形的配置中，或者空间坐标系。

最后，输入函数名称，这里我们可以使用Fx，Fy和Fz作为力矢量的分量。在文件中的位置栏指定这些数据位于空间坐标之后的三列。请注意，COMSOL 会自动检测到存在三个变元并自动将变元数量设置为3。

另外，请注意插值法和外推法的设置。线性插值方法是指将电子表格数据从数据文件中的源网格点线性映射到 COMSOL Multiphysics 中的目标网格。如果 COMSOL 网格位于外部数据定义的空间之外，则使用常数外推法。这些默认值在大多数情况下都是合理的，用户手册中给出了有关映射的更多详细信息。

单击导入按钮后，将得到如下所示的表单:

如果您希望读入新的数据文件，还可以选择放弃数据。

在模型中使用点云数据

现在，我们来看看如何在模型中使用这些点云数据。假设我们希望计算叶轮中的应力，刚刚读入的数据文件中的载荷表示叶片表面上的流体载荷。我们可以很容易地读入体积的数据，但在这个例子中我们读入了表面数据。叶轮模型和载荷如下图所示:

模拟叶轮上的载荷。

蓝色箭头表示从文件中读取的载荷。边界条件的定义如下图所示:

就是这样! 只需调用Fx，Fy和Fz，我们就能使用文本文件中定义的载荷。下图中显示了应力的模拟结果:

叶轮中的应力。