COMSOL材料模擬的案例
在 COMSOL 中正確模擬壓電材料
例如，可創建一個曲線坐標系以定義在空間中自由彎曲的各向異性材料。
本文來自：COMSOL博客
在 COMSOL 中模擬非線性磁性材料
三種材料模型的磁芯內部點的磁通密度模的比較（右）。
結束語
在這篇文章中，我們討論了可用于模擬非線性磁性材料的各種材料模型。我們還詳細介紹了有效非線性磁曲線計算器仿真App，并解釋了如何利用這個 App 生成循環平均有效 H-B/B-H 曲線，用于磁性設備的頻域仿真。最后，我們使用三種不同類型的材料模型（B-H/H-B 曲線、有效 H-B/B-H 曲線和線性材料）演示了一個示例，并對結果進行了比較。
本文來自： COMSOL 博客
COMSOL顆粒夾雜多孔介質多相材料達西滲流模擬
在實際工程中滲流路徑往往不是單一材料，如滲流發生在夾雜碎石的土體中，這就造成滲流的復雜性。這里采用兩項材料通過COMSOL達西定律模塊對滲流進行模擬。
模型采用CAD隨機球體顆粒&過渡區插件建立后導入到COMSOL軟件內。
模型包括滲流發生的外側基體、內部顆粒、顆粒及基體過渡區（ITZ）三部分組成，由于內部顆粒的滲透系數遠小于基體，因此可將其省略，邊界置為無流動。設置過渡區的目的是在實際情況中，土體及內部碎石顆粒間往往會有孔隙，這就造成了接觸面的實際滲透率遠高于土體，模型剖切面如下。
模型設置左右兩側的水頭差，最終壓力及流速模擬結果如下。
展開 COMSOL 軟件 5.4 版本新功能：快速模擬層壓復合材料
此外借助“復合材料模塊”，他們可以輕松地堆疊具有不同厚度、材料屬性和纖維方向的結構層，分析這些結構，并修改材料類型。
作者： Thomas Forrister
來源COMSOL
主動變形智能復合材料設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告 ￥19.89
在通電條件下，MFC發生電能-機械能轉換，驅動結構復合材料發生變形。主動變形智能復合材料的變形能力與MFC的性能、結構復合材料的厚度、鋪層方向等因素有關。復合材料的優勢是其結構包括鋪層的可設計性，因此，需進行鋪層設計及變形模擬方面的工作，為后續實驗研究提供理論指導。
二、研究內容
本項目以復合材料層合板+MFC復合后的材料為研究對象，以復合材料層合板的力學性能、MFC的基本性能為輸入，以復合材料層合板+MFC復合后的材料最大彎曲角度為2°為目標，進行鋪層設計和變形仿真模擬。建立厚度、鋪層方式與變形角度的關系，篩選出優化的鋪層和厚度，為下一步進行縮比典型試驗件的設計和研制提供理論指導。
展開 粗糙裂隙的滲流模擬-基于地質統計學的建模-comsol模擬 ￥78
巖體裂隙滲流，考慮裂隙接觸（滲透率低）和非接觸（滲透率高）的影響，利用地質統計建模，反映裂隙表面的非均質性質，研究裂隙面可能存在的優勢通道。
在 COMSOL 中模擬表面吸附
關于表面建模的總結思考
希望通過這一系列文章，您能夠了解為什么表面對于化學過程如此重要，并了解在 COMSOL Multiphysics 的化學模型中包含表面現象的不同方法。
本文來自：COMSOL
Comsol-頁巖氣流固耦合數值模擬案例 ￥300
針對頁巖氣流動過程中骨架變形對氣井產能產生的影響，采用Comsol建立了頁巖氣流固耦合數值模擬案例，該模型考慮了頁巖氣黏性流、 Knudsen 擴散、表面擴散和吸附解吸等多重流動機制，采用離散裂縫模型對水力裂縫進行求解，模型可用于分析流固耦合效應對氣井產能的影響規律，以及其他儲層參數和裂縫參數對產能的影響。
壓力場分布
位移場分布
頁巖氣產量變化
加Q 2446757522 進一步咨詢
COMSOL模擬巖石破裂
在COMSOL中采用連續損傷力學方法實現巖石破裂系列案例介紹
采用COMSOL with matlab功能模擬巖石破裂，使用張拉剪切破壞準則和威布爾非均質材料屬性分布。可實現的功能如下：
1、完整巖石單軸，三軸破裂
2、預制裂隙巖石單軸，三軸破壞
3、流固耦合，熱流固耦合實現巖石的水力壓裂，超臨界CO2壓裂破壞
4、采用零厚度DFN方法，實現含復雜天然裂隙巖石中注水壓裂模擬
5、結合自己方向再開發
有需要溝通交流，請聯系q1045343728。
COMSOL流沙層注漿數值模擬研究 ￥100
本模型來源于文獻復現，該文獻分析了流沙層地質結構特點，應用有限元分析軟件COMSOL Multiphysics對流沙層滲透注漿進行穩態與瞬態的數值模擬研究，分別計算了靜水條件下和動水條件下注漿漿液擴散過程，分析了動水條件下漿液擴散規律，分析了 不同注漿材料及不同注漿壓力對漿液擴散過程的影響。研究結果表明：漿液在滲流場中大致呈鐘形分布且都存在逆 水流擴散區域，漿液與水之間沒有明顯分界面而是存在一個過渡區。壓力從進水邊界和注漿口向出流邊界衰減，在 注漿口和進水邊界之間存在一個壓力極小值點并存在一個速度接近零的區域。漿液黏度越低擴散范圍越大。隨著注 漿壓力的增加，漿液擴散范圍不斷增加，兩相滲流達到穩定滲流狀態所需要的時間也變長。
展開 COMSOL多孔結構傳熱模擬
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 
在 COMSOL 中模擬心臟起搏器
在 COMSOL Multiphysics? 中模擬起搏器電極
我們這篇博客中討論的教程模型模擬的不是整個起搏器，而是起搏器的兩個電極：陰極（工作電極）和陽極（環形反電極）。
起搏器電極模型的建模域和邊界條件。
在我們的模型中，域是周圍的血液和組織，電極和電極支架是模型邊界。域中的電流由遵循麥克斯韋方程的連續性方程控制。
我們使用 COMSOL Multiphysics? 軟件中的 電流 接口進行分析。您可以在模型文檔中找到有關此接口的更多信息。
結果和討論
下面的模擬結果顯示了電極上的電位分布和心臟內電流分布的流線。
電極表面的靜電勢分布和總電流密度（流線）。
可以看到，球形工作電極上的電流密度最高。電流引發心臟跳動。
通過仿真，工程師可以優化起搏器的能效并延長它的使用壽命，隨著時間的推移，患者需要更換起搏器的次數越少；工程師還可以直觀的觀察幾何形狀如何影響電流和電壓分布。通過仿真，工程師還可以進行壓力測試，以了解起搏器設計的極限并避免進行體內實驗。
雖然本文介紹的教程模型模擬的是起搏器，但這些理念也可應用于模擬涉及離子傳導的其他過程。
展開 在 COMSOL 中分析特殊的多孔彈性超材料
這種負壓縮性看似違反了物理定律，但等效的體積增加與材料內看不到的體積減少是相對應的。這樣可以保證結構穩定。
使用 COMSOL Multiphysics? 分析新穎的多孔彈性超材料
為了研究新穎的多孔彈性超材料的結構細節，研究人員選擇使用 COMSOL Multiphysics? 軟件。當被問及數值建模方法的優勢時，研究小組的成員 Jingyuan Qu 提到了求解方程的便利性。
超材料模型是一個單晶胞。為了觀察當材料內外存在壓力差時所發生什么情況，他們在模型的所有外表面上施加了壓力增量作為法向力。此外，該模型是在周期性邊界條件下進行模擬的，這使得研究人員能夠成功地找到等效的材料參數。
請注意，“結構力學”和“MEMS 模塊”內置了可用的周期性邊界條件。
在研究中，小組進行了兩項主要的數值實驗：
末端為自然邊界條件（自由）的有限尺寸研究（一個晶胞）
使用了周期性條件（假設）的無限擴展的情況
在實驗中，研究小組使用標準的線彈性方程：
現在，讓我們研究一下第二個數值實驗。
利用周期邊界條件
當模擬無限材料時，我們需要應用周期性條件，使晶胞的每一個邊都以各向同性的方式收縮或膨脹。首先，創建并根據方向 x+、x-、y+、y-、z+ 及 z– 來命名結構的每一側。然后創建探針變量，用于計算“減號”側（dispx，dispy，dispz）的平均位移，如下方第二張截圖所示。
以 x 方向為例，圖片顯示如何選擇與下一個晶胞相連的邊界，展示了六個平面（上圖）之一和邊界探針設置（下圖）。圖片來自 Jingyuan Qu 和 Muamer Kadic。
下一步，將探針變量用作兩邊的邊界條件（指定位移）。
展開 COMSOL 中定義材料各向異性的方法
很多材料都具有各向異性的特性，并且在很多情況下，各向異性與材料的形狀相關。COMSOL Multiphysics? 軟件提供了多種定義曲線坐標系的方法（曲線坐標系可作為局部坐標系來定義材料的各向異性）。這篇文章，我們將討論每種曲線坐標系定義方法的概念以及如何進行選用。
各向異性特性
各向異性特性廣泛存在于各個領域，例如，具有地震各向異性的巖層、液晶顯示器中使用的液晶、航空工業中使用的輕質但仍能承受高負荷的材料，或者最接近生物軟組織性能的醫療替代品，等等。
曲線坐標系的基礎知識
讓我們了解一下這個案例，考慮一種碳纖維增強聚合物，其中嵌入環氧樹脂基體中的編織纖維沿纖維軸向具有較高的熱導率，在橫截面上具有較低的熱導率。如果想要使用熟悉的笛卡爾坐標系來表示纖維的各向異性幾乎是不可能的。但是，如果有一個跟隨纖維走向的坐標系，就可以直接設置各向異性特性。
環氧樹脂基體中的編織纖維。
如何確定這樣的坐標系呢？在物理學上，有許多效應會產生跟隨幾何形狀的矢量場，例如，順著纖維的流動，或者從纖維一端到另一端的熱傳導，甚至是產生磁場的一束載流導線。這些正是 COMSOL? 軟件中用來計算曲線系統的方法，所有這些方法都可以用來計算構成第一基矢 的矢量場 。由于大多數應用需要歸一化的矢量場，COMSOL Multiphysics 會自動除以 進行歸一化處理。第二個矢量場可以手動指定，笛卡爾坐標通常是一個不錯的選擇。以此為起點，我們重建第二基矢 ，確保它與 垂直，并被歸一化處理。最后，這兩個矢量的叉積得到第三基矢 。
在軟件內部，使用直角坐標系 進行計算，并將所有涉及不同坐標系的量轉換到 坐標系。
展開 COMSOL生成多孔材料的教程
在COMSOL生成多孔材料可以采用CAD圖形導入的方式，在CAD內生成多孔幾何模型后導入到COMSOL中進行差集操作即可。
CAD多孔模型的建立—以曲邊泰森多邊形為例
1、設置好模型參數后運行CAD_Voronoi圖 V2.1.exe可直接生成CAD圖，將無用的圖層刪除后，僅保留曲邊泰森多邊形圖像，并將CAD文件另存為.dxf格式文件備用。
2、打開COMSOL新建模型選擇“二維”，并選擇合適的“物理場”。在模型開發器的 “幾何”上右擊選擇“導入”。找到先前保持的dxf文件構建選定對象。
3、選擇“幾何”菜單點擊“繪圖”-“矩形”，建立矩形實體。
4、選擇“幾何”菜單“布爾操作與分割”-“差集”。分別選擇矩形與導入的實體。構建選定對象。
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