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關注創(chuàng)建者:王靖雯 創(chuàng)建時間:2023-04-11

COMSOL空氣的實例教程
請問各位前輩,comsol中如何定義空氣和煙氣顆粒這種混合氣固體材料

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如下圖所示:
圖1:扭轉光子晶體
采用本征求解器,首先采用挖孔結構完成建模,材料采用介質硅,設置一定的空氣層高度并上下添加完美匹配層。前后左右的邊界條件采用周期性邊界條件,kx和ky代表x和y方向的波矢,如下圖所示。
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(tài)研究,模型左側設置熱源,并進行網(wǎng)格劃分。
進行計算查看多孔結構傳熱模擬結果
西門子2022年發(fā)布了首個GPU版本的Simcenter STAR-CCM+,專注于車輛外部空氣動力學應用。
Altair在2022年前后也發(fā)布了全GPU版本的LBM求解器。
達索系統(tǒng)(Dassault Systèmes)在電磁仿真中采用了GPU版本的時域有限差分方法。
Dyna和Nastran也采用了GPU技術,加速線性方程組的求解。
圖1 幾何結構
如圖1所示,我們首先利用comsol建立其基本模型,可以看到我們以一個四孔結構為一個周期,并將其陣列化為四份分別排布在四個角,然后將其旋轉至任意角度,這既是光子晶體的原胞。
圖2 材料賦予
我們將幾何分別賦予材料,如圖2所示,我們給非圓孔區(qū)域賦予空氣介質,而圓孔區(qū)域賦予相應的介質材料,折射率實部為2,折射率虛部為0。
薄膜型聲學超表面的結構示意圖
技術路線:
在COMSOL軟件中對薄膜型聲學超表面的隔聲特性進行仿真分析。首先建立有限元仿真幾何模型,然后設置變量和定義材料屬性,建立圓柱形空氣域,對入射口出射口積分,計算入射、出射聲功率。設置薄膜的預應力,模型框架設置邊界固定條件,并劃分自由四面體網(wǎng)格。在采用壓力聲學頻域和固體力學兩個物理場接口。
本文主要從點缺陷和設置及電磁調制響應Comsol仿真仿真展開,基于禁帶缺陷態(tài)調制理論,本文選擇三角形晶格結構進行建模,選用氧化鋁為纖維棒作為微結構介質材料進行二維建模,氧化鋁纖維折射率為3.08,直徑為6mm,周圍環(huán)境為空氣,折射率為1。為設置二維點缺陷,在中間設置基于SiO2前提的等離子體缺陷,等離子體折射率為0.97,建模如圖1所示。
物理場邊界條件
溫度場和流體場仿真需要設置相應的邊界條件,其中溫度場需要設置濕空氣、流入邊界溫度、流出邊界、熱源、熱通量以及輻射散熱邊界,流場設置入口和出口邊界,溫度場和流場之間的耦合關系為非等溫流。詳細物理場邊界條件及場路耦合模型設置如圖4所示。
圖4.
當瓦斯?jié)舛瘸^一定范圍時,與空氣形成可燃氣體混合物,一旦受到火源的引燃,就有可能引發(fā)爆炸事故。為了減少煤礦瓦斯爆炸的風險,常采用氮氣驅替的方法。該方法通過向煤礦中注入大量的氮氣,將瓦斯排出礦井,并將其稀釋到安全濃度以下。
本案例基于COMSOL軟件仿真了煤層受到力學作用下的瓦斯驅替過程,仿真結果如圖所示:
感興趣的朋友,可下載模型交流!
開始做的時候只看了一些案例,這里推薦“散熱器”、“散熱器的強制空氣冷卻”、“電子芯片冷卻”三個案例,我只看了前兩個,第三個掃了一眼也不錯。然后,才想起來去看些論文,知網(wǎng)上明確標明用COMSOL做散熱器仿真的并不是很多,基本都在近幾年。看了個普刊,《基于COMSOL的電子元件散熱數(shù)值仿真》,感覺跟看過案例差別也不,就是做了一些拓展,不知道他跟案例的時間先后哈。
請問各位前輩,comsol中如何定義空氣和煙氣顆粒這種混合氣固體材料
