使用参数来建立和控制你的模型绝对是COMSOL多物理软件最强大和最容易使用的特性之一。然而,随着模型复杂度的增加,通常会引入越来越多的参数。因此,您需要好的工具来保持模型参数的组织。了解COMSOL软件中用于保持模型和参数有序的可用功能。
什么样的模型需要参数?
原则上,任何模型都可以从适当的参数列表中受益。全局定义的参数允许高效的工作流,并且可以在整个模型的任何地方使用。在大多数模型中,参数用于控制几何和物理设置。此外,后处理可以受益于特定的结果参数。然而,有些模拟项目中参数是强制性的,例如具有以下特性的模型:
* 参数扫描
* 参数扫描参数案例
* 某些优化项目,例如逆向建模
有效使用参数的功能
在建模工作流中使用参数时,有许多与参数相关的特性和功能。参数是全局定义的量。它们可以组织成多个节点。有时,您可能需要考虑一组参数的多种变化。这可以使用参数情况来完成。这些参数或参数情况是参数扫描或参数情况扫描的输入。此外,还有特定的后处理参数。它们只能用于后处理;例如控制动画。
显示中所有参数相关功能的模型屏幕截图全球定义,研究,和结果章节。
当您定义了所有参数(以及其他定义;例如变量、函数等。),您需要在整个模型中应用它们。尤其是在有很多参数的模型中,确切的名字通常不容易记住。在这里,使用键盘快捷键非常有帮助。按下Ctrl+空格键会打开一个树,其中包含您可以插入的可用参数和变量。您可以通过在搜索栏中输入文本来搜索和过滤内容。
表达式字段中使用的ctrl+空格。这里,输入字母“u”是为了使用自动过滤器。
组织您的参数
随着模型复杂性的增加,参数列表会越来越长。为了保持长列表用户友好,全局定义中的参数可以使用几个参数节点来分布。此设置允许您对使用的参数进行逻辑分组;例如几何或物理设置。还建议将单位附加到参数上。这有助于保持模型单位一致。对于文档,参数的描述也应该是工作流中的一个强制性步骤。当同事或客户之间交换模型时,这些描述尤其有用。
具有两个逻辑结构参数节点的模型设置。
使用和设置几个参数节点绝对是构建新模型的最佳实践。但是,有些模型具有广泛的参数列表,例如只有一个非常长的参数列表的遗留模型。(COMSOL Multiphysics 5.4版引入了使用多个参数列表的功能。)在这种情况下,建议进一步创建参数节点。实际上很容易将参数移动到单独的节点中。只需用Shift或Ctrl键在表格中多选几行(取决于要移动的参数是否连续),然后右键单击并选择移动到新参数。这将创建一个包含这些参数的新节点。同样,您也可以在现有参数节点之间移动参数。
在另一种情况下,模型可以有一个逻辑参数部分,其中包含许多对模型不同重要性的参数。当然,在这种情况下,适当的参数描述是有帮助的,但是滚动整个列表来更改一些重要的和经常使用的参数是一项麻烦的任务。因此,这类模型往往有一个同样不可理解的参数列表。显然,您可以从更重要到更不重要来重新和/或子结构参数节点。但是,对于参数组织,您现在有两个标准——逻辑和重要性,当基础标准改变时,这可能会带来大量编辑。为了获得对这些参数的控制和优先排序,一个有效的解决方案是使用表单。
使用表单自定义参数控制
为了避免将参数节点分成太多基于逻辑和重要性的单个节点,您可以利用应用程序生成器的功能。它允许您创建一个具有快速参数访问的用户定义表单,并且您可以只使用几个参数节点来保持参数的逻辑组织。第二个重要标准特别适合应用程序构建器,因为该标准通常只在输入值发生变化时触发。此外,在整个模拟任务中,重要性标准可能会发生变化。因此,您可以从简单快速的可调整表单中获益,该表单允许您访问和组织您的参数。
这些表单基于应用程序构建器功能和COMSOL多物理平台产品。这种形式的设置只需几个步骤,不需要编程。基于重要参数的数量,下面几节将讨论两个表单版本。
案例1:简单形式
几秒钟内就可以创建一个简单的表单。对于只有少数参数频繁变化的模型,建议使用这种形式。要创建这样的表单,请通过单击中的应用程序生成器图标切换到应用程序生成器主页或者开发者功能区上的选项卡。接下来,单击新表单按钮主页选项卡。这将启动表单向导,您可以在其中为模拟应用程序设置标准输入和输出以及操作按钮。在我们的例子中,我们希望使用模型构建器中的表单;因此,选择相关参数作为输入就足够了。如果您已经设置了单位和描述,它们将被自动识别并添加到表单中。在试映节中,您可以看到您的参数访问将是什么样子。
表单向导的屏幕截图,便于创建控制输入参数的表单。这里,选择最重要的几何参数。
选择所需参数后,您可以单击好的并且该表单可以在模型构建器中使用。如果您需要为某些参数更新表单,可以随时轻松地对其进行调整。要删除不再需要的参数,只需在表单编辑器用鼠标点击删除。要快速添加新的相关参数,可以使用编辑器工具窗户。
表格的调整geomMajor。准备选择第1层项目以移除它们。在左侧,是编辑器工具可见,允许您快速向表单添加新参数。
案例2:高级表单
第二种情况将讨论模型,其中来自不同逻辑参数部分的更多参数很重要。所需的设置是上述简单形式的一个小扩展。要创建这样的表单,请再次转到应用程序生成器。不过,这一次,创建更简单的表单,每个表单包含一组逻辑参数。在下面的例子中,确定了三组:主要和次要几何参数以及一些重要的物理参数。要组织这些表单,您可以将它们放在一个主表单中表单集合对象。使用表单集合,很容易在各自的设置中选择和组织这三个子表单。
创建高级表单。这参数控制表单是使用表单集合功能(设置显示在右侧第二个窗口中)。三个子窗体用于在表单集合窗户。
部署表单
最初,表单仅用于在模拟应用程序中创建自定义用户界面。从COMSOL Multiphysics版开始,也可以直接在模型构建器中使用它们。创建的表单可以作为节点添加到全球定义。例如,可以通过开发者单击功能区上的选项卡设置表单并选择各自的形式。在模型构建器中选择后,该表单将显示在“设置”窗口中,您可以在那里访问最相关的参数。请注意,无论是表单还是参数节点中的任何数据更改都是同步的。
添加到模型生成器的参数控制表单。在设置中,您现在可以集中查看和控制最重要的设置。
COMSOL中控制参数的总结
您已经了解了有效处理参数的不同特性。处理参数的特性允许您加速模型的设置,从而简化工作流程,从而加快结果。
此外,您可以快速构建表单来帮助您组织和控制参数。为此,我们展示了应用程序构建器的功能,它正在将COMSOL Multiphysics转换为一个多功能的开发工具,用于具有扩展可能性的模拟。通过使用表单和方法,您可以自动执行几乎任何预处理或后处理步骤,并控制模型树中的所有设置。两者都可以添加到全球定义。