在Simdroid的仿真開發(fā)環(huán)境中，用戶可以進(jìn)行電磁、結(jié)構(gòu)、流體、熱四大物理場以及多物理場耦合仿真；其APP開發(fā)器支持將仿真模型、仿真經(jīng)驗(yàn)和仿真流程封裝生成仿真開發(fā)應(yīng)用，從而更方便、靈活的實(shí)現(xiàn)模型的參數(shù)化和經(jīng)驗(yàn)的沉淀。

在仿真開發(fā)過程中，核心的一環(huán)是模型的建立，下面我將以三維建模為例，結(jié)合幾個案例來分享如何快速建立三維模型并進(jìn)行后續(xù)的網(wǎng)格剖分。

1、我們要對“想要建造的模型”有一個基本的理解和思考。在設(shè)置參數(shù)時，要思考怎樣在不影響整體模型構(gòu)造和后期生成APP調(diào)整參數(shù)的前提下，盡量使用最少的參數(shù)來達(dá)到建模的目的。我認(rèn)為除了主要的參數(shù)之外，可以設(shè)置一些與主要參數(shù)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)來進(jìn)行模型的建造（例如下圖中的h2、r2、l1等參數(shù)），這些參數(shù)往往不必代入封裝的APP菜單中。

2、觀察模型的形狀，思考可以如何構(gòu)造？如下圖所示，該模型可看作是由一個基本的圓柱/圓臺相連，再切除4部分對稱分布的結(jié)構(gòu)得到。

按照上述思路，對模型進(jìn)行搭建即可。該結(jié)構(gòu)可由兩個獨(dú)立的幾何體，即圓柱和圓臺取布爾并集運(yùn)算獲得；也可以取正面剖視圖的一半，對于基本的圓柱/圓臺結(jié)構(gòu)通過下圖所示的草圖，以z軸為旋轉(zhuǎn)軸，經(jīng)旋轉(zhuǎn)獲得。

3、合理利用輔助線及草圖繪制輔助圖形選項(xiàng)，提高建模效率。

如下圖所示案例，由于沒有很好的利用輔助線，所以在草圖繪制時，設(shè)置了大量的參數(shù)，耗費(fèi)了很多時間；

例如圖中出現(xiàn)了某些尺寸（如5.625mm的定位尺寸）不方便計(jì)算的情況，如果合理恰當(dāng)?shù)睦幂o助線進(jìn)行草圖繪制可以幫助更快的搭建三維模型；如下圖所示，在利用輔助線提前畫出已繪形體結(jié)構(gòu)的輔助線草圖后，本形體的圓弧特征草圖便可輕松繪出；同時合理利用水平、平行、相切等草圖繪制功能選項(xiàng)，也可使草圖繪制事半功倍。

4、主要形體構(gòu)造好之后，往往需要對一些細(xì)節(jié)及“功能區(qū)域”進(jìn)行建模，觀察其特征在哪個平面上，此時可以直接點(diǎn)擊那個平面作為草圖基準(zhǔn)面創(chuàng)建新的草圖進(jìn)行繪制。這樣做可以省去后期移動模型的操作。

針對一些矩形或環(huán)形陣列的形體特征，可以只繪制一個特征形體，通過陣列功能按鈕來實(shí)現(xiàn)全部特征形體的創(chuàng)建，如下圖：

同理，針對一些對稱的形體特征，也可只繪制一個特征形體，通過鏡像功能按鈕來實(shí)現(xiàn)全部特征的創(chuàng)建。

5、模型的主要構(gòu)造及全部形體特征建造好之后，要檢查有沒有缺少或遺漏的構(gòu)造或特征，并確定好最后取布爾運(yùn)算時的順序（先并集或者先差集）以及是否勾選保留參與運(yùn)算模型的內(nèi)部邊界選項(xiàng)（會影響整體的美觀及后期的網(wǎng)格剖分和分析計(jì)算）；全部完成之后，可以根據(jù)需要給模型設(shè)計(jì)倒角或圓角，同時要注意圓角或倒角的開始半徑，要與模型相匹配、不能過大，否則模型會無法顯示。

6、模型繪制完成后進(jìn)行網(wǎng)格剖分。網(wǎng)格剖分也可以設(shè)置參數(shù)，根據(jù)所建立的模型和分析目的不同，網(wǎng)格剖分的參數(shù)也大有不同，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對于下圖所示的三維實(shí)體結(jié)構(gòu)，可以考慮將單元數(shù)量控制在2萬至10萬之間，進(jìn)行網(wǎng)格剖分參數(shù)的設(shè)置，同時要兼顧后續(xù)分析的準(zhǔn)確性及計(jì)算周期等因素，通常網(wǎng)格尺寸過大會影響分析的準(zhǔn)確性；而過小會加大運(yùn)算量、延長運(yùn)算時間。所以網(wǎng)格參數(shù)的尺寸設(shè)置，要根據(jù)實(shí)際模型和需要一點(diǎn)一點(diǎn)的去調(diào)試，直至選擇出最適合的參數(shù)。

以上是我對Simdroid三維建模及網(wǎng)格剖分的一點(diǎn)個人經(jīng)驗(yàn)與見解，如有錯誤及不足之處，歡迎諸位老師與同學(xué)批評指正。同時感謝北京云道智造科技有限公司提供這樣的機(jī)會讓用戶之間進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的分享與交流。

作者：鮑宇楠

Simdroid試用

Simdroid是由北京云道智造科技有限公司開發(fā)的基于“仿真平臺+仿真APP”模式的通用多物理場仿真平臺。該平臺具備自主可控的結(jié)構(gòu)、電磁、流體和熱四大物理場求解器和多物理場仿真內(nèi)核，在統(tǒng)一友好的環(huán)境中為仿真工作者提供了前處理、求解分析和后處理工具，同時其內(nèi)置的APP開發(fā)器支持用戶以無代碼化開發(fā)的方式便捷封裝全參數(shù)化仿真模型及仿真流程，將仿真知識、專家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可復(fù)用的仿真APP，實(shí)現(xiàn)知識變現(xiàn)。仿真APP通過APP商店Simapps 實(shí)現(xiàn)在線展示、交易，用戶通過云端快速、便捷、低成本使用各類工業(yè)APP，真正實(shí)現(xiàn)普惠仿真的愿景。Simdroid已經(jīng)在電力、家電、生物醫(yī)療、電子信息、航空航天等行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的工程化應(yīng)用。