如何通過組合沿方位角方向的切面來創(chuàng)建動畫

COMSOL Multiphysics? 軟件提供了各種強大又靈活的工具選項，方便用戶將仿真結果創(chuàng)建成動畫。在本文中，我們將探索在三維模型中，如何通過組合沿方位角方向的切面來創(chuàng)建動畫。

沿方位角方向創(chuàng)建動畫

在很多物理場景中，實體對象周圍的場變量會發(fā)生顯著變化。我們以橢球體周圍的聲散射教學模型為例，其中聲壓場是方位角方向的函數(shù)。遇到此類情況時，你或許希望沿方位角方向來繪制求解結果（如下圖所示）。

示意圖展示了方位角 θ1 和 θ2 處的切面。

今天，我們將重溫如何在指定的方位角上繪制因變量，并將各種方位角對應的結果切面圖進行組合，從而創(chuàng)建出動畫。

如何在 COMSOL Multiphysics? 中創(chuàng)建切面圖和動畫

你可以利用組合切面圖的方式來創(chuàng)建沿方位角的動畫，分為三個具體步驟：

第一步：定義 θ

首先，添加表示方位角的參數(shù) theta。右鍵單擊結果節(jié)點，然后選擇參數(shù)并定義 theta。

在結果節(jié)點下的 參數(shù)表格中定義 theta。

第二步：添加參數(shù)化表面

接下來，添加參數(shù)化表面數(shù)據(jù)集，方便在特定的方位角 theta 上創(chuàng)建切面。然后在結果節(jié)點下，右鍵單擊數(shù)據(jù)集，并從子菜單更多數(shù)據(jù)集中選定參數(shù)化表面。

在參數(shù)化表面的設置窗口中，Study 1/Solution 1(2) 可用作數(shù)據(jù)集，結果參數(shù) theta 則用于定義 x、y 和 z 軸方向的表達式。需要注意的是，Study1/Solution1 (2) 不包含完美匹配層（PML）中的解。非 PML 域來說，Study1/Solution1 (1) 和 Study1/Solution1 (2) 完全相同。

參數(shù)化表面數(shù)據(jù)集的設置。

需要注意的是，對于其他類型的參數(shù)化表面，你可以在表面參數(shù) s1 和 s2 中輸入任何數(shù)學表達式。

下方截圖顯示了用于在參數(shù)化表面上繪制總聲壓場的設置。

用于在參數(shù)化表面上繪制總聲壓場的設置。

下方展示了指定方位角上的總聲壓場圖。在結果欄的參數(shù)表格中，你可以輕松修改 theta 值，從而在不同的方位角切面上繪制出結果。

繪制在參數(shù)化表面上的總聲壓場。

第三步：生成動畫

最后，將不同（利用 theta 定義的）方位角方向上的解組合起來，由此生成動畫。為此，右鍵單擊結果節(jié)點下的輸出節(jié)點，然后選定動畫，即可添加動畫節(jié)點。

在動畫的設置窗口中，選擇總場參數(shù)化表面作為主題，它表示特定的 theta 值所對應的繪圖。

現(xiàn)在，將序列類型改為結果參數(shù)，theta 的參數(shù)范圍在 0~360 之間，如下圖所示。

用于修改方位角（theta）的動畫設置。

完成以上設置后，在“圖形工具欄”點擊播放按鈕，即可在圖形窗口中查看生成的動畫。動畫如下所示（動畫改進了視圖并添加了標注，上文未提及）。更多細節(jié)請參考 COMSOL 博客中關于標注圖在二維和三維繪圖組中的運用的文章。

動畫展示了方位角方向上的總聲壓變化。

這個操作過程可以擴展到任意三維模型中。下方的鋰離子電池熱建模教學模型動畫采用了相同的方法。

動畫演示了鋰離子電池中方位角方向的溫度變化。

總結

COMSOL Multiphysics 軟件提供了各種支持創(chuàng)建自定義動畫的后處理工具。本文概述了一種通過組合沿方位角方向的切面來制作動畫的簡單方法。之前關于通過組合平行切面來生成動畫的文章也介紹了相似的做法。將來我們會繼續(xù)探索更多與自定義動畫相關的選項，敬請期待！