在使用 COMSOL 軟件二次開發的過程中，你可能會遇到這樣的問題：如何使用 App 開發器創建可以處理 CAD 導入并能讓用戶交互式選擇邊界條件的仿真 App？我需要了解編程嗎？今天我們將為您介紹在 COMSOL 軟件中創建包含 CAD 導入和選擇的仿真 App 的方法，通過這些方法，你不僅可以通過一系列簡單的步驟來做到這一點，而且不需要任何編程！你只需在 COMSOL 軟件附加的 App 開發器的表單編輯器中執行標準操作就可以輕松完成。

CAD 導入和 仿真 App 選擇演示

模型開發器中的選擇

“選擇”是創建本文開頭演示的仿真 App 的關鍵。首先，我們來回顧一下選擇的概念以及它們在 COMSOL Multiphysics? 軟件中的用法。

在模型開發器中，指定選擇可以在分配材料屬性、邊界條件和其他模型設置時，對域、邊界、邊或點進行分組。我們可以通過在組件 >定義 節點下添加子節點來創建不同類型的選擇。這些可以在整個模型組件中重復使用。

下面，我們以邊界條件的選擇為例來說明如何使用選擇。當我們選擇一些邊界與某個邊界條件關聯時，可以直接在 COMSOL Desktop? 環境的圖形窗口中單擊那些邊界。這是默認選項，稱為手動選擇。然后這些邊界將被添加到該邊界條件的局部選擇中。

使用編號為 186 的邊界手動選擇出口流邊界。

相反，指定選擇可以讓我們定義全局選擇，只需從邊界條件的下拉列表中進行選擇即可將其重新應用。下圖顯示了顯式選擇的定義和使用，將編號為 186 的邊界定義為出口流邊界。

定義顯式選擇，將編號為 186 的邊界定義為出口邊界。

對層流的出口邊界條件使用出口邊界選擇。

準備用于創建 仿真App 的模型

我們將以 COMSOL Multiphysics 案例庫中的微混合器模型教程為例，說明 CAD 導入和選擇的用法。在案例庫中，原始模型位于以下位置：COMSOL Multiphysics > 流體動力學 > 微混合器。

微混合器?cn.comsol.com

該模型模擬了一個靜態層流微混合器，混合器具有兩組平行的分離-再成形-重組混合單元。每個混合單元使流體層的數量增加了一倍，從而實現快速混合過程。以標量混合質量為輸出結果，通過計算出口處的濃度曲線的相對方差來定義。

COMSOL Multiphysics? 案例庫中的微混合器模型。

我們將對此模型稍做修改并作為仿真 App 的基礎模型。盡管這是一個微流體模型，但這里使用的操作是通用的，適用于任何模型。

COMSOL 案例庫中的模型都是通過使用 COMSOL Multiphysics 中的內置功能來構建幾何結構的。但是，這里我們將其修改為基于 CAD 導入的版本。

首先，下載并打開相應的文件 micromixer_prepared.mph，該文件在與本博客文章相關的文件列表中可以查看:

支持 CAD 導入和選擇的 App?cn.comsol.com

該模型在幾何 序列中具有一個 CAD 導入節點，如下圖所示。

CAD 導入設置窗口，顯示輸入了一個本地的 COMSOL 幾何結構。

如果我們擁有可訪問 CAD 內核的附加產品（CAD 導入模塊，設計模塊或用于連接 CAD 的 LiveLink? 產品之一），則該仿真 App 將允許我們導入各種行業標準的 CAD 格式文件。

CAD 導入模塊 - 在 COMSOL? 軟件中導入 CAD 文件?cn.comsol.com

為了使仿真 App 不依賴導入 CAD 格式文件的尺寸，該模型還添加了 縮放 操作，并設置參數為 geometryScale，如下圖所示。

縮放操作的設置窗口。

geometryScale 的值 1 假定導入的 CAD 格式文件以微米為單位定義。geometryScale 的默認值 1000 假定導入的 CAD 格式文件以毫米為單位定義。

如本文開頭所述，模型 micromixer_prepared.mph 具有兩個顯式 選擇，即入口邊界 和出口邊界。這些選擇將應用于模型中的流量和質量傳輸的入口和出口。

出口邊界選擇應用于稀物質傳遞接口的 出口邊界條件。

使用新表單向導創建第一個仿真 App

現在，讓我們基于微混合器模型創建一個仿真 App。在主屏幕 選項卡上，從模型開發器切換到 App 開發器，然后單擊新建表單，打開新建表單向導。

在輸入/輸出頁面，將表單標題 更改為 Main，并將表單名稱 更改為 main。然后，雙擊左側的樹使以下參數在表單中可用（詳請參見下圖）：

• 入口濃度
• 擴散系數
• 平均速度
• 幾何比例

此外，雙擊全局計算 節點以顯示計算出的混合質量。

表單向導中的輸入/輸出頁面。

在圖形 頁面中，雙擊濃度，表面（tds）以將其作為默認圖形輸出。

表單向導中的 圖形頁面。

在按鈕頁面中，雙擊計算研究1 以添加計算按鈕。

表單向導中的 按鈕頁面。

單擊確定退出表單向導。

在表單編輯器中，根據下圖使用拖放操作放置圖形 對象和計算按鈕。單擊并拖動以調整圖形 對象的大小，使其稍大一些。

表單編輯器中的初始應用布局。

下一步，將 App 布局模式切換為柵格模式。通過選擇增長列，增長行，對齊 >水平填充，以及對齊 >垂直填充，使圖形對象可調整大小。有關如何執行此操作的詳細說明，請參閱COMSOL App 開發器簡介（5.5版本）中第 116-117 頁。

網格布局模式，其中 圖形對象可調整大小。

現在，我們通過單擊功能區中的測試 APP 來運行該仿真 App。此仿真 App 非常有趣，對于各種輸入都可以輕松計算并獲得結果。

微混合器仿真 App 的第一個版本。

在運行時最大化整個 App 窗口可能更為方便。在 App 開發器 中，單擊 App 開發器模型樹中的主窗口節點，然后在設置窗口中的大小部分，選擇初始大小最大化，就可以啟用這個功能。

將 初始大小設置為 主窗口的設置。

啟用 CAD 導入

為將 CAD 導入仿真 App，我們需要添加一個專用按鈕，使用該按鈕打開文件瀏覽器并執行導入。為了給新添加的按鈕留出空間，如下圖所示，在最后一個輸入框相對濃度方差，出口 下方添加新行。

在表格中添加另一行。

如下圖所示，單擊并選擇新行中最左邊的單元格。

主表單中一個選中的單元格會顯示更深的藍色。

選擇空單元格后，在表單選項卡中，選擇插入對象 >輸入>按鈕。在按鈕的設置窗口，將文本更改為導入，使用圖像庫中名為 import_32.png 的圖標（單擊圖標右側的+按鈕），然后將大小更改為大（或使用另一個圖標）。

導入按鈕的設置窗口。

右鍵單擊按鈕，然后選擇對齊 >右對齊以更好地放置按鈕。

CAD 導入按鈕，靠右對齊。

現在，按鈕的布局已經準備就緒。下一步是將動作或命令關聯到按鈕。單擊導入按鈕查看其設置窗口。在選擇要運行的命令部分中，瀏覽并雙擊模型 >組件1 >幾何1 >導入1 >文件名（文件名）。

將 導入文件添加到 導入按鈕的命令序列中。

同樣，瀏覽并雙擊模型 >組件1 >幾何1 和 GUI 命令 >圖形命令 >縮放范圍，以將這些操作添加到命令序列中。此外，根據下圖，使用命令序列下方的編輯變元按鈕，或在繪制幾何1和縮放范圍命令的變元字段中，手動鍵入main/graphics1。

變元 main/graphics1 將圖形輸出到仿真 App 中的相應的圖形 對象。不管模型的尺寸有多大，縮放到窗口大小命令可以確保整個 CAD 模型在圖形窗口中都是可見的。

現在，我們可以通過單擊測試 App 來運行該仿真 App，然后導入在本文相關文件中下載的 MPHBIN 文件。

為了能夠使用縮放 參數輕松更改導入 CAD 模型的比例，我們需要在新比例下重建幾何對象并對其進行可視化。為此，我們可以添加另一個按鈕來顯示和構建幾何圖形。使用編輯器工具 窗口可以很容易地做到這一點。通過單擊功能區的表單選項卡中的相應按鈕，可以打開編輯器工具 窗口。單擊編輯器工具 窗口中的導入按鈕右側的空白單元格，瀏覽至模型 >組件 >幾何，然后單擊鼠標右鍵，選擇按鈕。

使用 編輯器工具窗口添加 繪制幾何按鈕。

主表單中的繪制幾何按鈕。

如果需要對導入縮放后的 CAD 模型自動調整圖形軸，請根據下圖，在繪制幾何按鈕的設置窗口中，向命令序列添加縮放范圍命令。

繪制幾何按鈕的命令序列。

選擇邊界

現在，我們添加兩個按鈕來選擇邊界：一個按鈕用于入口邊界，另一個按鈕用于出口邊界。

單擊與計算 按鈕相同的行中最左邊的空白單元格。

使用編輯器工具窗口，瀏覽并右鍵單擊模型 >組件1 >定義 >選擇 >入口邊界 >按鈕。

將繪圖選擇 按鈕添加到所選單元格。右鍵單擊并選擇對齊 >右對齊以更好地放置按鈕。

雙擊繪圖選擇 按鈕，然后在其設置 窗口中，將文本 更改為入口。

入口邊界的入口選擇按鈕。

根據下圖，通過瀏覽并右鍵單擊模型 >組件1 >定義 >選擇 >出口邊界 >按鈕，然后將按鈕的相應文本更改為出口，重復上述步驟以創建出口按鈕。

用于邊界選擇的入口和出口按鈕。

與在 模型開發器 中一樣，單擊 出口 選擇按鈕，使圖形 對象具有交互性，從而允許我們單擊邊界，以便為出口邊界 選擇一個或多個邊界。如下圖所示，在繪制出口邊界 命令中將 graphics1 作為變元反映在命令 序列中。對于入口 按鈕，也是如此。

出口按鈕的命令順序。

要查看單擊選擇按鈕后用戶界面的顯示方式，請參閱本文末尾更高級版本的仿真 App 圖示。

在使用新的選擇按鈕之前，我們還需要在用于計算混合質量的平均算子中使用選擇。在模型開發器中，轉到組件1 >定義 >平均值1 和組件1 >定義 >平均值2，然后根據下圖將選擇 分別更改為入口邊界 和出口邊界。

邊界平均算子的選擇設置。

參數化階躍式流入濃度曲線

為了使用戶能夠控制用于測量混合質量的入口邊界處的濃度階躍函數，我們需要將其參數化并將此表達式提供給用戶。為了表示微流體通道的特征寬度（數量級），根據下圖，以具有默認值 1400[um] 的全局參數 channelWidth 開始。

通道寬度的全局參數。

找到階躍函數組件1 >定義 >階躍1的設置窗口。在平滑部分中，在過渡區域的大小輸入channelWidth/10。這樣可確保在從 0 增加到 1 時，階躍函數的過渡區域為通道寬度的 10％。過渡過于尖銳可能會導致粗糙網格存在收斂問題。在本文的后面，我們將看到如何使用此階躍函數來設置自定義濃度曲線。

階躍函數的過渡區域設置。

接下來，在流入邊界條件的濃度設置中，將表達式替換為cStep。

用于流入濃度的變量 cStep

在組件1 >定義 >變量，定義新的變量 cStep 使表達式 等于 c0*step1(-z[1/m])。

定義變量 cStep

在 App 開發器的主表單中，根據下圖，在幾何比輸入框下方添加兩個新行，并使用編輯器工具窗口分別為通道寬度參數和濃度階躍變量添加輸入。為了放置和適應新的輸入框，我們可能需要使用表單編輯器功能區中的合并單元格工具。使用 Shift + 單擊以選擇多個單元格，然后單擊合并單元格。另外，我們可能還需要拖動以展開輸入框的列，以適合濃度階躍的新變量表達式。有關更多信息，請參見模型開發器簡介。

帶有 通道寬度參數和濃度階躍變量表達式的兩個新行。

將 通道寬度參數添加到表單。

將濃度階躍變量表達式添加到表單。

使用數據訪問控制單元大小

為了讓用戶控制單元的大小，請通過單擊模型開發器的開發工具 選項卡中的相應按鈕來啟用數據訪問。這樣我們就可以訪問單元大小的大小 屬性，并在仿真 App 中使用它。

使啟用數據訪問按鈕，訪問預定義單元大小屬性。

在主表單中，在濃度方差輸出下方添加另一行。單擊新添加的行中最左側的單元格，然后使用編輯器工具 窗口添加預定義大小輸入。

在編輯器工具窗口中：

使用編輯器工具窗口為預定義大小添加組合框對象。

這樣做將為預定義的大小添加一組合框對象，如下圖所示。請注意，我們可能需要使用合并單元格來獲得所需的布局。

主表單中的預定義大小選項。

該仿真 App 的基本版本現在已經準備就緒。如果您不想執行所有步驟，可以從與此博客文章相關的文件集中下載該 App。文件名是

支持 CAD 導入和選擇的 App?cn.comsol.com

測試仿真 App

測試該仿真 App需要導入 CAD 文件 split_recombine_mixer.mphbin,并使用輸入參數，如下圖所示。這些參數將重現微流體模塊中可用的教程模型的結果。

分離-重組微混合器模型的輸入參數。

表達式 c0*step1((0.75[mm]-x)[1/m]) 定義了 x 方向上的濃度階躍，過渡區域位于兩個入口邊界之間。具體地，過渡區域是 500 微米道寬度的 10％。這意味著在入口邊界之間的區域中，濃度階躍 表達式的值在寬度為 50μm 的區域內從 0 迅速增加到 1，從而確保左右入口的濃度值分別精確地為 0 和 1。單位表達式 [1/m] 確保階躍函數的輸入變元沒有單位。

計算后的結果如下圖所示。在這種情況下，相對濃度方差為 0.158。

使用具有用戶定義的 CAD 導入和選擇功能的臨時設計仿真 App 模擬分離-重組微混合器。

啟用其他 CAD 格式

啟用任何格式的 CAD 導入取決于附加產品，我們需要在模型開發器中的幾何 序列中為 CAD 導入節點顯式啟用任何文件格式。為此，需啟用數據訪問，操作與上述的啟用用戶單元大小控制時相同。在導入設置窗口中，選中源 旁邊的復選框，然后更改為任何可導入文件，如下圖所示。此處可用的選項將取決于可用的附加產品。

啟用任何可導入文件以進行 CAD 導入。

在 App 開發器中，雙擊導入按鈕以打開其設置窗口。雙擊模型 >組件1 >幾何1 >導入1 >源（類型），然后輸入文件作為變元。反復使用上移按鈕將其上移到命令序列的頂部。（可用變元為：文件、網格、本機、cad 和 ecad。）

為 CAD 導入啟用任何文件類型。

整理仿真 App

在可下載文件列表中，我們會找到此仿真 App 的稍微復雜的版本，文件名為 micromixer_app.mph。此版本仿真 App 的界面組織得更好，所有按鈕都作為功能區項來使用，各種輸入和輸出分別布置在 CAD、網格、傳遞，流動 和結果 的子表單中，并通過表單集合進行匯總，如下圖所示。此外，在文件菜單中，還有保存，另存為，重置 和報告 選項。

但是，即使在此版本的仿真 App 中，也無需編程。使用表單編輯器,僅需要幾步就可以創建它。為了使仿真 App 簡潔明了，其中并未設置錯誤檢查和文檔。我們可以在 COMSOL Multiphysics 案例庫中找到更多高級仿真 App。

螺旋靜態混合器?cn.comsol.com

在微混合器幾何結構中交互式地設置入口邊界條件，該幾何結構是使用仿真 App 中的 CAD 導入功能導入的。

此仿真 App 的設計更好，且僅使用表單編輯器創建而無需編程。

通過網頁瀏覽器在 COMSOL Server? 上使用仿真 App

當然，我們可以使用 COMSOL Compiler? 將仿真 App 編譯為獨立的應用程序，或者通過連接到 COMSOL Server? 來運行它。使用 COMSOL Server 運行時，我們可以使用以下三種方式運行 App：

COMSOL Client for Windows?

標準網頁瀏覽器

COMSOL Client for Android?

使用 COMSOL Client for Windows? 運行時，通過在用戶界面中單擊來執行選擇的方式,與使用 COMSOL Multiphysics? 進行選擇的方式相同。使用標準的網頁瀏覽器或 COMSOL Client for Android? 運行時，我們可以雙擊邊界來選擇它們。

通過連接到 COMSOL Server?，可在 Chrome? 網頁瀏覽器中運行的具有 CAD 導入和選擇功能的仿真 App。

仿真 App 的潛在擴展

本文介紹了如何創建包含 CAD 導入和選擇的仿真 App 而無需進行任何編程。仿真 App 有兩種類型的入口和出口邊界條件，使用本文介紹的技巧可以輕松擴展仿真 App 的其他邊界條件。例如，仿真 App 還可以為其他類型的邊界條件添加更多的選擇，例如對于設置固定壓力值或對滑移流進行建模。該仿真 App 演示了計算流體動力學和稀物質傳遞。您也可以輕松地為另一個物理領域創建類似的仿真 App，例如結構力學、聲學、電磁學或傳熱。

下載仿真 App 文件

單擊下面的按鈕，下載本文中討論的仿真 App。通過學習該仿真 App，激發創建您自己的仿真 App（并添加專門功能）的靈感！

支持 CAD 導入和選擇的 App?cn.comsol.com

經授權轉載自 COMSOL 博客，作者 Bjorn Sjodin

如何創建包含 CAD 導入和選擇的仿真 App?cn.comsol.com

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的tkinter如何lable重复显示到同一行中_如何创建包含 CAD 导入和选择的仿真 App的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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