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2.4 编辑二维几何结构
在绘制几何结构的过程中,有些几何结构不可能一次绘制成型,需要对其进行修改。本节主要介绍二维几何结构的编辑方法,包括如何选择几何结构对象、改变几何结构对象状态、创建几何结构对象副本、阵列几何结构对象、几何结构的圆角与倒角等。通过本节学习,旨在使读者掌握编辑二维几何结构的方法,为今后的学习奠定基础。
2.4.1 选择几何结构对象
在COMSOL中,用户可以使用多种方法对几何结构对象进行选择,还可以根据工作需要对单个对象或多个对象进行选择。下面介绍选择几何结构对象的方法。
(1)直接选择
打开模型2-2.mph,在Graphics窗口中,将光标直接移动到要选择的几何结构对象上,然后左击准备选择的几何结构对象,如图2-31所示。

图2-31 直接选择操作对象
(2)框选
打开模型2-2.mph,在Graphics窗口中,单击工具栏中的Select Box,然后从准备选择几何结构的左上角按住并拖动鼠标至准备选择几何结构的右下角释放鼠标,完成几何结构选择,如图2-32所示。

图2-32 框选操作对象
2.4.2 修改几何结构对象
(1)删除几何结构对象
第一步 打开模型2-3.mph,在Model Builder窗口,右击准备删除的几何结构对象,在弹出的菜单中选择Delete,如图2-33所示。

图2-33 选择Delete命令
(图2-33为矩形r1与圆c1的差集)
第二步 通过以上操作即可完成几何结构对象删除操作,如图2-34所示。

图2-34 删除操作结果图
(2)移动几何结构对象
在COMSOL中,移动几何结构对象是指将一个几何结构对象按照指定的角度和方向移动到绘图区域的另一个位置,通常有两种方式。
方式一:打开模型2-4.mph,在Graphics窗口选择对象后,按住鼠标左键直接拖动,如图2-35所示。

图2-35 直接移动几何结构
方式二:
第一步 打开模型2-4.mph,在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Move,如图2-36所示。

图2-36 选择Move命令
第二步 在Graphics窗口选择要移动的对象(先左击再右击)。
第三步 在Settings窗口中的Displacement部分的x栏输入1,在y栏输入2。
注:x栏输入1,表明向x轴正方向移动1,在y栏输入2,表明向y轴正方向移动2。
第四步 在Settings窗口中的Input部分,选择Keep input objects。
注:选择Keep input objects表示移动后,原几何结构保留,否则原几何结构删除。
第五步 单击Build Selected,完成几何结构移动,如图2-37所示。
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图2-37 坐标移动对象
(3)旋转几何结构对象
在COMSOL中,旋转几何结构对象是指通过输入指定的角度并绕着指定的基点对几何结构进行旋转,下面介绍旋转几何结构对象的操作方法。
第一步 打开模型2-5.mph,在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Rotate,如图2-38所示。

图2-38 选择Rotate命令
第二步 在Graphics窗口选择要旋转的几何结构对象(先左击再右击)。
第三步 在Settings窗口中的Rotation Angle部分的Rotation栏输入60,指定旋转角度。
第四步 在Settings窗口中的Center of Rotation部分的x栏输入0,在y栏输入0,指定旋转中心。
第五步 在Settings窗口中的Input部分,选择Keep input objects。
第六步 单击Build Selected,完成几何结构旋转,为了使几何结构处于合适大小,可单击Graphics窗口中的Zoom Extents,如图2-39所示。
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图2-39 旋转操作结果图
(4)缩放几何结构对象
使用缩放命令,用户可以对几何结构对象进行放大或缩小,在缩放的过程中根据需要,在不同方向可以对几何结构对象进行等比例缩放或不等比例缩放,下面介绍缩放的操作方法。
①等比例缩放
第一步 打开模型2-5.mph,在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Scale,如图2-40所示。

图2-40 选择Scale命令
第二步 在Graphics窗口选择要缩放的几何结构对象(先左击再右击)。
第三步 在Settings窗口中的Scale Factor部分的Scaling列表中选择Isotropic,对几何结构对象进行等比例缩放,在Factor栏中输入2,指定缩放比例。
第四步 在Settings窗口中的Center of Scaling部分的x栏输入2,在y栏输入0.5,指定缩放基点;基点缩放前后位置不变。
第五步 在Settings窗口中的Input部分,选择Keep input objects。
第六步 单击Build Selected,完成几何结构缩放,为了使几何结构处于合适大小,可单击Graphics窗口中的Zoom Extents,如图2-41所示。

图2-41 等比例缩放结果图
②不等比例缩放
第一步 打开模型2-5.mph,在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Scale,如图2-40所示。
第二步 在Graphics窗口选择要缩放的几何结构对象(先左击再右击)。
第三步 在Settings窗口中的Scale Factor部分的Scaling列表中选择Anisotropic,对几何结构对象进行不等比例缩放,在x栏中输入3,在y栏中输入2,指定缩放比例。
第四步 在Settings窗口中的Center of Scaling部分的x栏输入2,在y栏输入0,指定缩放基点。
第五步 在Settings窗口中的Input部分,选择Keep input objects。
第六步 单击Build Selected,完成几何结构缩放,为了使几何结构处于合适大小,可单击Graphics窗口中的Zoom Extents,如图2-42所示。

图2-42 不等比例缩放结果图
2.4.3 创建几何结构对象副本
在COMSOL中,创建几何结构对象副本,用户可以快速复制出与原几何结构相同或相似的几何结构,这样不但可以节省绘制时间,而且还可大大提高工作效率。下面将介绍创建几何结构对象副本的具体操作方法。
(1)复制几何结构对象
复制几何结构对象是指复制当前选中的几何结构对象,创建一个或多个副本,下面将介绍其具体操作方法。
第一步 打开模型2-6.mph,在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Copy,如图2-43所示。
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图2-43 选择Copy命令
第二步 在Graphics窗口选择要复制的对象(先左击再右击),如图2-44所示。
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图2-44 选择复制对象
第三步 在Settings窗口中的Displacement部分的x栏中输入50,在y栏中输入0,指定复制几何结构与原几何结构间的距离(正数表示复制几何结构在原几何结构右侧,负数表示复制几何结构在原几何结构左侧)。
第四步 单击Build Selected,完成几何结构复制,如图2-45所示。
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图2-45 复制结果图
(2)镜像几何结构对象
镜像是指将原几何结构以指定轴翻转并得到原几何结构的一个副本。在绘制对称几何结构时,可以只绘制其中的一半,然后将其镜像即可得到整个几何结构。下面介绍其操作方法。
第一步 打开模型2-7.mph,在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Mirror,如图2-46所示。

图2-46 选择Mirror命令
第二步 在Graphics窗口选择要镜像的对象(先左击再右击),如图2-47所示。

图2-47 选择镜像对象
第三步 在Settings窗口中的Point on Line of Reflection的x栏中输入2.5,在y栏中输入0,指定对称轴通过的点。
第四步 在Settings窗口中的Input部分,选择Keep input objects。
第五步 单击Build Selected,完成几何结构镜像,如图2-48所示。

图2-48 镜像结果图
在Settings窗口中的Normal Vector to Line of Reflection栏中输入数据,x=1,y=0表示对称轴垂直x轴;x=0,y=1表示对称轴垂直y轴。
(3)阵列几何结构对象
阵列是指将原几何结构按照一定的规则创建出多个副本,然后再将这些副本进行排列。通常阵列分为矩形阵列和线形阵列,下面介绍阵列对象的操作方法。
①创建矩形阵列
第一步 打开模型2-8.mph,在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Array,如图2-49所示。

图2-49 选择Array命令
第二步 在Graphics窗口选择要阵列的对象(先左击再右击),如图2-50所示。

图2-50 选择阵列对象
第三步 在Settings窗口中Size部分的Array type列表中选Rectangular,在x栏中输入3,在y栏中输入3,指定x、y方向阵列数目。
第四步 在Settings窗口中的Displacement部分的x栏中输入1,在y栏中输入1,指定x、y方向阵列距离。
第五步 单击Build Selected,完成矩形阵列,如图2-51所示。

图2-51 矩形阵列结果图
②创建线形阵列
第一步 打开模型2-8.mph,在Model Builder窗口,右击Geometry 1选择Transforms菜单里的Array,如图2-49所示。
第二步 在Graphics窗口选择要阵列的对象(先左击再右击),如图2-50所示。
第三步 在Settings窗口中的Size部分的Array type列表中选Linear,在Size栏中输入3,指定阵列数目。
第四步 在Settings窗口中的Displacement部分的x栏中输入1,在y栏中输入1,指定x、y方向阵列距离。
第五步 单击Build Selected,完成线形阵列,如图2-52所示。
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图2-52 线形阵列结果图