COMSOL Multiphysics后处理之数据集

1、数据集(Data Sets)就是数据的集合,也就是计算结果数据存储的地方,它也应该被理解为一种“源”,比如我们创建了一个绘图组,我们必须给该绘图组指派数据源,否则无法绘图。数据集有维度,比如面域上的数据就是2D数据集,体域上的数据就是3D数据集

2、创建派生值,我们可以对数据集中的数据进行二次处理,比如在域内寻找物理量的最大/最小值,再比如在域内对物理量进行积分,如果在域内对常数1积分,那么就得到域的体积(或面积、长度)。派生值的计算结果会被存储在表格节点中,在绘图组中以表格为数据源即可展示结果。

3、绘图组是对数据进行可视化展示的地方,比如在三维绘图组中显示物体的温度,需要注意的是必须为绘图组指定数据源。

4、COMSOL允许用户生成仿真报告,该报告记录了整个建模流程,报告可以保存为word格式,用户可以根据自己的需求进行修改。

现在,让我们考虑这样一个计算模型,把一个圆柱体放到一个高温环境中,环境温度恒定为1000℃,圆柱体的初始温度为20℃,材质为金属钢,普通钢的熔点在1500℃以上,意味着这个圆柱体不会发生被熔化,圆柱体的几何尺寸如图2所示,加热时间为5分钟,需要观察圆柱体内的温度是如何分布的。
COMSOL Multiphysics后处理之数据集_第1张图片
考虑到圆柱体为轴对称结构,我们可将3D传热问题转换为2D传热问题,在模型向导中选择二维轴对称,建立2D几何模型,从材料库中选择材料
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设置2D域的初始温度为20℃,设置边界温度为1000℃,划分网格后选择瞬态研究并设定计算时间为300s
COMSOL Multiphysics后处理之数据集_第3张图片
注意,range(0,10,300)中的“10”不是计算步长,而是存储步长,即每隔10s存储一次数据。
计算完成之后,会在结果节点下自动生成一个数据集
在这里插入图片描述
该数据集里便存储着面A上与传热问题相关的物理量,比如温度、热通量等,因为是瞬态问题,所以每一个时间节点(根据存储步长计算)上的数据都会被存储。现在,我们可以在绘图组中对“研究1/解1”中各种物理量数据进行可视化展示;为了更加直观地观察圆柱体上的温度分布,我们需要创建二维旋转数据集,该过程应该被理解为数据升维,
COMSOL Multiphysics后处理之数据集_第4张图片
为了创建二维旋转数据集,我们需要以面A上的数据为数据源,并定义旋转轴以及旋转角度(为了便于查看圆柱体内部的温度分布,这里定义旋转角度为225°)。数据集“二维旋转1”为3D数据集,于是我们需要在三维绘图组中对其进行可视化展示,在三维绘图组中,我们指定数据源为“二维旋转1”,然后添加表面图子节点并指定温度T为需要展示的物理量,
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点击绘制按钮后,便可三维视角下,查看圆柱体内部的温度分布,

也许你还想知道温度为500℃的面上热通量的大小,那么你首先需要创建等值面数据集,创建方法如图所示,图中右边图形窗口中显示的曲面即为温度为500℃的面域。
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应该注意到,在创建三维等值面数据集时,必须指定它的数据源为“二维旋转1”数据集。我们同样需要在三维绘图组中对等值面数据集进行可视化展示,按照图方式设置
COMSOL Multiphysics后处理之数据集_第7张图片
便可以查看该面域上的热通量大小分布情况,前面展示的绘图都是来源于第300s时刻的数据,如果你想更加直观地查看面A上的温度分布是如何随时间t变化,那么你一定需要知道COMSOL Multiphysics中的数据拉伸功能。数据拉伸也是一种数据升维,我们可以将一维数据沿指定方向(一般为时间轴)拉伸至二维,也可以将二维平面上的数据拉伸至三维,
COMSOL Multiphysics后处理之数据集_第8张图片

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