多孔
關注創建者：琳泓comsol 創建時間：2020-12-11
多孔的視頻教程
多孔介質非熱平衡模型換熱問題的探究
主題：多孔介質非熱平衡模型換熱問題的探究 問題所在：在使用fluent內置多孔介質非熱平衡模型時，多孔介質域與殼體間涉及的面無耦合設置，即熱量無法傳遞到殼體。同樣，當外界存在換熱時也無法對多孔介質內部流體域及多孔介質域溫度場產生影響。
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Ansys Fluent從零基礎到熟練掌握系列課（二）多孔介質
學習方法 2.案例2——多孔介質 a. 流程步驟 b. 多孔介質應用場景 c. 網格局部加密 d. 阻力系數 e. 孔隙率 f. 初始化方法 g. 物理速度和表面速度 點擊鏈接可直接跳轉到總的系列課程鏈接。
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fluent 多孔介質的應用
1、講述了多孔介質基本原理； 2、講述了多孔介質阻力參數的設置方法； 3、講述了平衡傳熱模型和非平衡傳熱模型的應用和原理； 4、講述了柯西定律在多孔介質中的應用；
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多孔的實例教程
普通管道中的水流
孔隙介質實際流線
假想的流動
多孔介質
滲流受多孔介質特性影響。天然和人造的多孔介質普遍具有下列特征：空隙尺寸微小；比表面積數值很大。
多孔介質的特征使滲流具有下述特點
表面分子力作用顯著，毛細管作用突出
流動阻力較大，流動速度一般較慢，慣性力往往可忽略不計
多孔介質的性質
孔隙性 有效孔隙和死端孔隙
◆ 孔隙度：是多孔介質中孔隙體積與多孔介質總體積之比
◆ 有效孔隙：是多孔介質中相互連通的、不為結合水所占據的那一部分孔隙。
◆ 有效孔隙度：是多孔介質中有效孔隙體積與多孔介質總體積之比。
◆ 死端孔隙：是多孔介質中一端與其他孔隙連通、另一端是封閉的孔隙。
連通性 封閉和暢通、有效和無效
壓縮性 固體顆粒和孔隙的壓縮系數推導
多相性 固液氣三相可共存
影響滲流的各種力
油、氣、水能夠在多孔介質中滲流主要受以下幾種力的作用：
流體的重力
重力可能是動力也可能是阻力。
多孔介質的壓縮性及流體的彈性力
油氣存在于地下巖層內，未開采時巖石和流體都處于均衡受壓的平衡狀態。隨著油氣的不斷開采，油氣層內的壓力逐漸降低，上覆巖層和油層內壓力差逐漸增大，會導致巖石變形，造成巖石孔隙度減小即內部孔隙體積減小，多孔介質內流體逐漸向壓力低的方向流動。滲流方向也發生改變。
毛管力
多孔介質可以看成是固體內部存在許多個毛細管，這些毛細管散亂分布，互相連通。發生滲流時一種流體驅替另一種流體，在兩種流體交界面上產生壓力跳躍，這個壓力就稱為毛管壓力。
流體的粘性及粘滯力
流體在流動時，不同流速的流體間受分子間內聚力的影響會產生相互作用力，使速度低的加速，速度高的受到限制，流體的這種屬性稱為粘性。
展開 多孔結構傳熱模擬涉及對多孔介質內部復雜的熱量傳遞過程進行建模和分析，這類模擬對于優化材料設計、提高能源效率以及解決環境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內建立全連通多孔結構幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進行多孔結構的傳熱仿真模擬。
多孔結構幾何模型采用AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件隨機生成png格式的圖片。
通過CAD圖像導入插件將模型導入到AutoCAD內建立多孔結構草圖，并另存為dxf格式文件。
將多孔結構草圖模型導入到COMSOL內，建立孔隙部件。
在COMSOL內新建與原模型尺寸一致的矩形，并通過布爾操作和分割中的差集建立多孔結構部件。
再次導入原孔隙模型，并構建聯合體。將孔隙部分材料屬性設置為空氣，完成多孔結構兩相材料模型構建。
添加固體傳熱瞬態研究，模型左側設置熱源，并進行網格劃分。
進行計算查看多孔結構傳熱模擬結果
展開 文章來源： Prosynx
功能梯度多孔材料具有優異的性能，如高強度、低導熱性和高能量吸收。更重要的是，它們的密度分布可以定制，以最適合不同的設計目標，從而具有廣泛的應用。對于不同的制造方法，功能梯度多孔材料的幾何形狀可以是確定性的（例如，晶格結構）或隨機的（例如金屬泡沫）。利用長期建立的拓撲優化方法對前者的設計進行了廣泛研究，而后者盡管在航空航天和生物醫學等工業領域廣泛使用，卻鮮有研究案例。
此項提出了一種新的兩步拓撲優化框架來設計二維隨機多孔結構。
在第一步中，基于順應性最小化（或剛度最大化）進行拓撲優化，以獲得均勻的材料密度分布。在第二步中，開發了一種新的去均質方法，將均質材料轉化為隨機多孔結構。通過幾個算例驗證了該方法的有效性。由于采用隨機材料和相關的密度約束，與由固體材料制成的優化結構相比，優化的多孔結構表現出更高的順應性。然而，結果表明，均質結構和去均質多孔結構之間的柔度值差異很小（即小于
6.99%
）。此外，還觀察到，去均質過程中幾何隨機性的引入對結構剛度的影響很小，變化小于
1.94%
。因此，所開發的拓撲優化在數值上是穩健的。還開發了各種約束條件，使設計師能夠從各種新穎的設
計中選擇具有所需剛度和幾何復雜性的結構。
展開 （a）從多孔客體的設計、調控角度出發，討論了如何提高多孔液體中多孔客體的含量，如何實現將多孔固體材料的可控調控轉移至多孔液體的精確調控，討論了如何將無溶劑納米流體的制備思路應用到新型多孔液體的合成方面；（b）從位阻溶劑的設計角度出發，如何調控多孔液體的粘度，給出了與實際生產中流動介質的需求相適應的多孔液體設計方向；（c）從測試表征角度出發，給出了多孔液體測試表征的建議；（d）分析了多孔液體設計需要重點考慮的粘度、分散穩定性、熔融溫度等重要物理參數的設計要求及建議；（e）給出了多孔液體在純理論模擬方面的建議，如利用粗粒化模型對多孔液體進行模型構建，分析多孔客體與位阻溶劑的相互作用，從已有的界面作用模擬研究擴展到更加接近實際的組分之間作用力分析；（f）給出了在合成方面通過優化合成工藝實現經濟、高效的合成；（g）給出了多孔液體微觀機理探究建議，如對于氣體捕集與分離應用來說，如何通過優化傳熱、傳質增強氣體的吸附量及選擇性分離，給出了多孔液體的表征應從以往的簡單的氣體吸附量的測試向氣體穿透測試等方面擴展的建議；（h）考慮循環穩定性與再生性的問題，如針對氣體捕集應用，給出了如何通過變溫、變壓等物理作用進行多孔液體的有效再生；（i）給出了進一步擴展多孔液體應用的建議，將多孔液體的應用從氣體捕集與分離向光熱轉換，新型電解質等其它潛在應用領域擴展。
Figure 4. Overview covered in this review.
展開 而GRR 制備的納米多孔 Al-Al2O3 復合材料的密度低于大多數以前的納米多孔金屬；相比之下，納米多孔 Al-Al2O3 是通過脫合金制備的最強的納米多孔材料之一，在拉伸和壓縮下，盡管其結構尺寸比大多數納米多孔金屬粗。納米多孔 Al-Al2O3 的強度也明顯高于由純鋁和鋁基復合材料組成的密度相似的傳統泡沫。因此，納米多孔 Al-Al2O3 的比強度（強度密度比）高于以前的多孔金屬、多孔氧化鋁復合材料和納米多孔金屬。
圖4 納米多孔鋁強度與密度關系
總的來說，GRR制備的納米多孔Al-Al2O3復合材料（或具有天然氧化物殼的納米多孔Al）比具有相似密度的常規多孔金屬和多孔Al-氧化物復合材料更強。納米多孔Al-Al2O3復合材料也比通過脫合金制備的大多數納米多孔金屬更輕、更堅固、更穩定。
Al納米韌帶表面的天然氧化層是納米多孔Al-Al2O3復合材料具有優異熱穩定性的主要原因。
氧化層、韌帶尺寸和拓撲結構的綜合影響是這種材料具有高強度（和高比強度）的原因
。
預計輕質、堅固且穩定的納米多孔 Al-Al2O3 復合材料將用于多種功能應用，例如高溫
等離子體激元
、微型熱交換器
以及電池和其他電化學裝置的電極
。
目前的研究還表明，
將結構尺寸細化到亞微米或納米尺度可能會大大提高多孔鋁或泡沫鋁在結構應用中的性能，
因為結構細化不僅引入了尺寸效應，而且還放大了鈍化氧化物對強度的影響
。
目前，納米多孔鋁基樣品的厚度受到離子液體中 GRR 緩慢速率的限制。
需要進一步的研究來開發更簡單、更
有效和更具成本效益的路線來制造
大規
模、高質量和
更具延展性的納米多孔鋁基材料，這對于實際應用至關重要。
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COMSOL多孔球結構模型16天前
多孔球結構在催化、吸附及能源存儲等領域應用廣泛。通過對多孔球的建模可實現孔隙結構精準調控，揭示傳質-反應耦合機制，優化材料性能。仿真可預測流體動力學行為及反應效率，為實驗設計提供理論指導，推動多孔材料在環境、能源等領域的創新應用。本案例介紹在COMSOL內建立多孔球結構模型。
正常環境下，這層氧化膜厚度不足10nm，透明且致密，基本不影響外觀；但在高溫環境（溫度＞60℃）中，氧化反應速率會急劇提升5-10倍，原本的薄氧化膜會逐漸增厚至50nm以上，且結構變得松散多孔。
當光線照射到這層多孔氧化膜時，會發生強烈散射，原本的金屬鏡面光澤就會變成“灰白霧面”，這是泛白最直接的表現。
其演變機理為：在浸金工藝過程中，由于鍍層結構缺陷，鎳層表面遭受過度氧化反應，大體積的金原子不規則沉積導致晶粒粗糙多孔。表面出現嚴重龜裂后，鎳層裂紋暴露于空氣中發生持續的化學電池效應與氧化反應，形成深度達300～400 nm的連續腐蝕層。這層疏松的氧化鎳層阻礙了焊料與純鎳的有效金屬互化物（IMC）結合，最終導致焊點容易剝離，出現拒焊和縮錫現象。
新增交界面模型：多孔階躍交界面模型、域內風扇交界面模型，無需精細建模即可快速模擬多孔介質、風扇等部件的宏觀效應。
5、后處理升級
幀選擇器與多模式動畫：支持按時間步、物理時間切換后處理結果；新增穩態動畫、瞬態動畫、AI網格歷程動畫、DPM粒子動畫四種模式，提供播放控制與視頻、動態圖導出功能。
利用Sim 3D 2206版本對赫姆霍茲諧振器進行聲學仿真求解時，出現“流體邊界條件 Visco-Thermal Treatment(1)部分或完全分布于非流體和非多孔彈性單元”的錯誤提示。麻煩問一下3個月前
[圖片]
● 技術實力：技術研發與工藝自信：15 年不銹鋼鏡面加工積淀，35 臺精密數控車床加工精度穩定在 0.005-0.01mm，表面粗糙度達 Ra0.6 標準，配備 15 臺四軸 / 五軸 CNC 及 3 臺車銑復合設備，攻克超薄壁、多孔曲面等復雜工藝，工藝參數庫覆蓋 1000 + 典型零件場景。
無縫傳遞熱 - 結構數據；支持熱膨脹、熱應力、熱疲勞評估
依賴熱分析精度；雙向耦合時求解成本高；需同時定義熱 / 結構材料屬性
高溫部件變形、焊接殘余應力、電子器件熱 - 機械失效
IcePak（電子散熱專用）
基于 Fluent 的電子散熱定制模塊，內置散熱器 / 風扇 / 多孔介質模型
◆ 展品范圍
導熱填料：無機非金屬：氧化鋁、氧化硅、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鎂、氧化鈹、石墨、炭黑等；金屬粉體：銅粉、銀粉、金粉、鎳粉和鋁粉、鈉鉀合金、鉛鉍合金、鎵銦合金、液態金屬原液；化工原料：有機硅、環氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、酚醛樹脂及化工原料等
電子封裝材料：金屬：鋁、銅（鈹銅）、鎢/銅、鉬/銅、硅/鋁、鈹/鋁、泡沫金屬/多孔金屬等
█展品范圍：
工業鉆石、超硬材料及制品展區
1、工業鉆石應用端：培育鉆石、金剛石晶體、金剛石復合材料、金剛石微粉及磨料、金剛線、金剛石薄膜和厚膜 /DLC 涂層、氧化鋁、石墨負極材料、硅碳負極、碳納米管、碳納米管纖維、碳纖維及碳纖維復合材料、炭/炭復合材料、活性炭、超級電容炭、多孔碳、碳氣凝膠、碳分子篩、碳化硅半導體材料、富勒烯、立方氮化硼及其微粉、PDC、PCD、PCBN、CVD 金剛石、
RTM 仿真的核心模擬內容
樹脂流動與浸潤模擬這是 RTM 仿真的核心環節，基于達西定律（描述流體在多孔介質中的滲
流規律），模擬樹脂在纖維預制體孔隙中的流動路徑、前沿推進速度和壓力分布。目的是預測 干斑（樹脂未浸潤區域）、氣泡滯留等缺陷，優化澆口/溢流口的位置和數量，確定最佳注膠 壓力和速度。
