COMSOL流體壓力的案例
COMSOL中設(shè)置靜水壓力為初始地層壓力 ￥30
提供COMSOL地下水流動模塊設(shè)置靜水壓力為初始地層壓力的算例，具體案例在帖子后面。
APDL Showcase3: 流體壓力滲透分析
和上一個模型有些類似，也是使用了流體壓力滲透載荷。
01
—
問題描述
這是一個軸對稱模型。
經(jīng)過3維擴展形狀如圖所示。
將軸對稱模型擴展到三維的菜單操作在這里。
其中，只有彈性O(shè)型圈和塑料封蓋是變形體。其余線條均為剛體。注意，在Workbench中軸對稱模型暫時是無法設(shè)置剛體的。
其中，O型圈是橡膠材料，使用不可壓縮的一階Ogden超彈性模型；塑料封蓋使用彈塑性材料，使用各向同性硬化應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
02
—
載荷定義
該分析一共分兩個載荷步。
第一步，將左右兩側(cè)的剛性外殼向中間擠壓，將O型圈和塑料封蓋壓緊；
第二步，模擬流體從底部流入，施加流體壓力滲透載荷，分析密封系統(tǒng)的變形。
這一步分析中，還調(diào)整了自動時間步長等信息。
第二步，施加流體壓力滲透載荷，并定義流體壓力的起點。
03
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仿真結(jié)果
第一載荷步，把密封圈壓在一起，von-Mises應(yīng)力：
第二載荷步，流體開始流入，把密封圈擠到上面。
展開 設(shè)計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能
本文介紹了一種新的流體壓力滲透分析方法。該功能捕捉了流體被壓入橡膠密封圈和殼體間滲透效果，從而無需直接對流體進行建模。
該Marc仿真功能基于接觸壓力，并考慮了接觸面滲入流體的影響。流體壓力可以逐漸滲透到接觸表面下方，以模擬流體在壓力增加時的效果。
以下示例用于說明該過程。
如圖2所示的D形密封圈首先在安裝階段被壓縮，然后施加流體壓力。壓力載荷施加在密封圈的整個邊界上，該邊界表示最終可以施加壓力的區(qū)域。在此過程中，壓力在滲透之前不會激活。這意味著它暴露在流體中。定義了一個初始滲透點，以指定流體壓力最初活躍的位置。從起點開始，通過沿邊界注壓直到接觸區(qū)域或負載末端來找到濕區(qū)。當負載在負載箱中激活時，就會發(fā)生這種壓力顯示。然后，隨著負載的增加，當接觸應(yīng)力低于用戶定義的閾值時，滲透區(qū)將在接觸區(qū)下方生長。
這里有兩個效果。首先，隨著壓力載荷的增加，密封圈會膨脹并增加接觸壓力。其次，壓力載荷在接觸下滲入，降低了接觸壓力。如果第二種效應(yīng)更大，密封圈就會泄漏。此過程可以用Marc2024.2版本進行實現(xiàn)。
壓力滲透的仿真探測過程：
a) 施加預(yù)載荷，壓縮橡膠密封圈；
b) 在初始浸濕表面上施加載荷，暴露于油壓時壓力激活；
c) 在部分滲透區(qū)域壓力下降；
d) 增加壓力；
e) 如果接觸壓力小于閾值；
f) 擴大滲透面 繼續(xù)迭代，直到滲透表面壓力達到最大面積，無法再繼續(xù)滲透。
圖3比較了兩種情況，其中唯一區(qū)別密封圈和端蓋接觸面寬度差異性，及密封壓縮量差異。接觸面寬度越大，密封圈端面和端蓋之間的間隙越小，密封效果越好。在第一幅圖中，密封圈中的壓力足夠高，可以防止泄漏，但在第二幅圖中間隙太大。
展開 基于流體壓力的O型圈密封仿真 ￥5
探索超彈性材料的特性
? 增強對大非線性變形的理解
? 了解軸對稱建模的工作原理
? 了解流體滲透壓力的應(yīng)用
流體工程師的法寶 — 壓力系數(shù)Cp
瓦西里.康定斯基 城堡與教堂
我這半輩子都交給了流體力學(xué)，回頭想想，其他知識好像慢慢淡忘了，只有壓力系數(shù)Cp，成為我解決一切流體問題的法寶。
壓力系數(shù)Cp把流體統(tǒng)一了
如果沒有壓力系數(shù)Cp，我們使用具體的壓力。
我做完實驗告訴你測量的壓力是101000[Pa]，我還要附帶告訴你，這是在一個大氣壓的空氣中，飛行速度100[m/s]做的實驗。
你回去使用的時候，會打電話問：“速度快了一些是110[m/s]，壓力是多少？”，過一會你又會問：“在高空飛行，壓力是多少？”
這就是用具體壓力的麻煩。只要你飛得快一點、慢一點、高一點、低一點，具體壓力都會不同。這就意味著，你出發(fā)前要準備很多很多數(shù)據(jù)，才能夠覆蓋所有情況。
有了壓力系數(shù)Cp情況就不同了。
看看這個公式，壓力系數(shù)Cp是個無量綱參數(shù)。它減去了環(huán)境壓力，除去了密度，除去了速度。這是個與環(huán)境壓力無關(guān)、與密度無關(guān)、與速度無關(guān)的參數(shù)。
有了壓力系數(shù)Cp，你不用問我任何問題，回去用飛行速度、飛行環(huán)境參數(shù)自己算具體是多大壓力。哪怕你飛到水里、飛到高空，都可以用Cp換算出當時的壓力。
有了Cp的概念，我做實驗也方便了。我還可以在水里做個實驗，讓你拿去到天上用。因為水的密度很大，只要很小的速度就可以產(chǎn)生很大的壓力，方便測量。過去很多飛機機翼就是在水里做的實驗，現(xiàn)在高校里做流體研究也喜歡在水里做實驗。
反過來，我在空氣中做流體實驗，給你Cp，你也可以拿去到千米海底計算出具體的壓力。
壓力系數(shù)Cp是無量綱參數(shù)。這是不受具體場景限制，抽象的普遍適用的參數(shù)。
如果，一個流體工程師，告訴你Cp是多少的，這才是專業(yè)的流體工程師。如果他告訴你具體壓力是多大，你需要查一查他是否專業(yè)學(xué)流體力學(xué)的。
展開 使用Workbench完成流體壓力滲透分析
指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置
ALLSEL
nsel,s,node,,169 ! 選擇編號為169的結(jié)點
esln,s,0 ! 選擇與節(jié)點連接的單元
esel,r,real,,6 ! 選擇接觸單元
sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置
ALLSEL
nsel,s,node,,9184 ! 選擇編號為9184的結(jié)點
esln,s,0 ! 選擇與節(jié)點連接的單元
esel,r,real,,6 ! 選擇接觸單元
sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置
ALLSEL
第一段選中接觸單元，施加流體壓力滲透載荷；第二段刪除重復(fù)載荷，并刪除所有的默認起始點。（看圖可以發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部接觸和外部接觸的接觸單元定義有重復(fù)）
第3段開始直到最后，都是在定義流體壓力的起始點。
這個起始點的含義再解釋一下
。流體壓力滲透載荷主要施加在接觸單元上，目的就是研究在流體的壓力作用下，原先處于關(guān)閉狀態(tài)的接觸對是否會變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。因此如果壓力錯誤的從原先就處于關(guān)閉狀態(tài)的位置起始，計算結(jié)果就會出錯。
另外，APDL案例中，定義開始位置的方法是直接指定接觸單元的編號。在Workbench中，不太容易確定某個位置對應(yīng)的接觸單元的編號，但確定一個節(jié)點的編號是很容易的事情。所以我們在這里首先選擇節(jié)點，然后選擇與它連接的接觸單元。用這種方式定義起始點。
另外，施加流體壓力滲透載荷的分析過程中，一個不小心就會出現(xiàn)計算不收斂的情況。
展開 設(shè)計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能
本文介紹了一種新的流體壓力滲透分析方法。該功能捕捉了流體被壓入橡膠密封圈和殼體間滲透效果，從而無需直接對流體進行建模。
該Marc仿真功能基于接觸壓力，并考慮了接觸面滲入流體的影響。流體壓力可以逐漸滲透到接觸表面下方，以模擬流體在壓力增加時的效果。
以下示例用于說明該過程。如圖2所示的D形密封圈首先在安裝階段被壓縮，然后施加流體壓力。壓力載荷施加在密封圈的整個邊界上，該邊界表示最終可以施加壓力的區(qū)域。在此過程中，壓力在滲透之前不會激活。這意味著它暴露在流體中。定義了一個初始滲透點，以指定流體壓力最初活躍的位置。從起點開始，通過沿邊界注壓直到接觸區(qū)域或負載末端來找到濕區(qū)。當負載在負載箱中激活時，就會發(fā)生這種壓力顯示。然后，隨著負載的增加，當接觸應(yīng)力低于用戶定義的閾值時，滲透區(qū)將在接觸區(qū)下方生長。這里有兩個效果。首先，隨著壓力載荷的增加，密封圈會膨脹并增加接觸壓力。其次，壓力載荷在接觸下滲入，降低了接觸壓力。如果第二種效應(yīng)更大，密封圈就會泄漏。此過程可以用Marc2024.2版本進行實現(xiàn)。
壓力滲透的仿真探測過程：
a) 施加預(yù)載荷，壓縮橡膠密封圈；
b) 在初始浸濕表面上施加載荷，暴露于油壓時壓力激活；
c) 在部分滲透區(qū)域壓力下降；
d) 增加壓力；
e) 如果接觸壓力小于閾值；
f) 擴大滲透面 繼續(xù)迭代，直到滲透表面壓力達到最大面積，無法再繼續(xù)滲透。
圖3比較了兩種情況，其中唯一區(qū)別密封圈和端蓋接觸面寬度差異性，及密封壓縮量差異。接觸面寬度越大，密封圈端面和端蓋之間的間隙越小，密封效果越好。在第一幅圖中，密封圈中的壓力足夠高，可以防止泄漏，但在第二幅圖中間隙太大。在流體壓力增加過程中，接觸壓力降至閾值以下，密封圈開始泄漏（流體壓力在密封圈的兩側(cè)）。
展開 COMSOL淺談流體聚焦（水力聚焦）
文章來源：comsol實例解析
LS-DYNA軟件使用S-ALE方法，如何查看流體區(qū)域的壓力曲線？
在后處理時，如果想要查看ale單元的壓力曲線，在selpart時，先不要取消掉S-ALEmesh，不要只留下fluid（ale）part，如下圖
這樣的話，你在history下選擇element時，雖然顯示的你可以選中單元，但是，你plot出來的都是0，不是真正的壓力曲線。
正確的做法是，將part S-ALE mesh顯示出來，然后再選擇你想查看的 單元 的 壓力曲線，就ok了
利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布
作者在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)是利CFD（Com－putationalFluid Dynamics計算流體動力學(xué)）技術(shù)對某軌道交通用發(fā)動機液壓油散熱器進行研究，力求液壓油散熱器流場分布更加合理，使散熱器具有更好的散熱效果。
數(shù)學(xué)模型由分析可知，散熱器內(nèi)的流體是粘性牛頓型流體，且根據(jù)雷諾數(shù)可知為層流模型。在互不侵入的兩種流體分界面上，若不計入表面張力。則界面兩側(cè)任一點流體的速度和溫度應(yīng)相等。即：V3流場分析利用ANSYS程序進行流場分析的主要步驟：（1）建立模型，確定問題區(qū)域；（2）確定流體的初始條件；（3）生成網(wǎng)格；（4）確定邊界條件；（5）設(shè)置分析參數(shù)；（6）求解。此處利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布，選擇單一流體進行流場分析。建立模型采用ANASYS公司的ICEMCFD軟件建立散熱器二維模型。并對入口、出口、壁面、流體分布區(qū)域進行初步定義。劃分網(wǎng)格采用四邊形網(wǎng)格對其進行網(wǎng)格劃分，在壁面邊界參數(shù)較大處對網(wǎng)格進行適當加密。模型設(shè)置由于本模型為小雷諾數(shù)模型，故選擇層流模式。定義邊界條件在散熱器入口處定義流體的密度及初始速度，設(shè)置壁面為無滑移壁面，設(shè)置散熱器出口為自由出口（outflow），定義流場區(qū)域。初始化與計算定義松弛因子及其他參數(shù)，初始化流場，定義收斂條件，并建立流動的流場，進行計算。
展開 comsol流體傳熱專題培訓(xùn)班
COMSOLMultiphysics可以求解多場問題，完全開放的架構(gòu)，任意獨立函數(shù)控制的求解參數(shù)，專業(yè)的計算模型庫，全面的第三方CAD導(dǎo)入功能，強大的網(wǎng)格剖分能力，大規(guī)模計算能力，豐富的后處理功能，專業(yè)的在線幫助文檔，多國語言操作界面，因此被應(yīng)用于各個相關(guān)科研和產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域，經(jīng)多所高校單位科研人員反映，在仿真模擬時遇到諸多問題，流體傳熱模塊資料稀缺，交流答疑平臺問題得不到解答comsol流體傳熱和多物理場仿真的培訓(xùn)需求已經(jīng)迫在眉睫，應(yīng)廣大comsol使用者要求，本單位特此舉辦 “COMSOL Multiphysics多物理場耦合流體傳熱”專題線上培訓(xùn)班
comsol流體傳熱培訓(xùn)正式培訓(xùn)文件.pdf
展開 
在 COMSOL 中模擬黏彈性流體
沒有衛(wèi)星液滴(右)和有衛(wèi)星液滴(左)的黏彈性流體細絲。
自己嘗試
文中我們省略了模擬過程直接跳到了結(jié)果，您可以在 COMSOL 官網(wǎng)案例庫中下載文檔和 MPH 文件，詳細了解如何構(gòu)建黏彈性細絲的串珠結(jié)構(gòu)模型。
本文來自：COMSOL博客
comsol雙層薄膜非線性電容式壓力傳感器分析 ￥3500
</p><p>它一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個<a href="https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E6%9E%81" rel="noopener noreferrer" target="_blank">電極</a>，當薄膜感受壓力而變形時，薄膜與固定電極之間形成的電容量發(fā)生變化，通過<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B5%8B%E9%87%8F%E7%94%B5%E8%B7%AF/515521" rel="noopener noreferrer" target="_blank">測量電路</a>即可輸出與電壓成一定關(guān)系的電信號。電容式壓力傳感器屬于極距變化型<a href="https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%BC%8F%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8" rel="noopener noreferrer" target="_blank">電容式傳感器</a>，可分為單電容式壓力傳感器和差動電容式壓力傳感器。</p><h2>單電容式壓力傳感器</h2><p>編輯它由圓形薄膜與固定電極構(gòu)成。薄膜在壓力的作用下變形，從而改變電容器的容量，其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比而與薄膜的張力和薄膜到固定電極的距離成反比。另一種型式的固定電極取凹形球面狀，膜片為周邊固定的張緊平面，膜片可用塑料鍍金屬層的方法制成。這種型式適于測量低壓，并有較高過載能力。還可以采用帶活塞動極膜片制成測量高壓的單電容式壓力傳感器。這種型式可減小膜片的直接受壓面積，以便采用較薄的膜片提高靈敏度。
展開 COMSOL隨機參數(shù)化表面流體流動模擬
本研究通過蒙特卡洛方法生成隨機表面形貌，并利用COMSOL Multiphysics對隨機參數(shù)化表面的微尺度流體流動進行模擬。
參數(shù)化表面模型采用CAD隨機粗糙度表面插件建立，插件可設(shè)置不同的表面起伏形態(tài)，以匹配相應(yīng)的地形或研究不同表面參數(shù)下的流動特性。
在CAD內(nèi)將模型截取表面部分，以sat格式導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，完成三維隨機參數(shù)化表面幾何模型的建立。
在COMSOL內(nèi)對模型劃分網(wǎng)格。
對模型設(shè)置邊界條件，使流體從模型左側(cè)流入，右側(cè)流出，計算并研究裂隙流體的流動特性。
盆地結(jié)構(gòu)控制下的地層壓力-流體-儲集性協(xié)同演化及控藏作用——以東營凹陷古近系為例
摘要:油氣成藏是地層壓力、流體、儲集性及其協(xié)同演化作用的結(jié)果。東營凹陷成藏動力學(xué)過程及油氣藏原始狀態(tài)相對完整,基于古近系地層壓力場、流體場、儲集物性現(xiàn)今特征及其演化過程研究,建立了東營凹陷地層壓力-流體-儲集性協(xié)同演化模式,明確了其控藏作用。在構(gòu)造活動、沉積作用的控制下,東營凹陷地層壓力經(jīng)歷了“升高—降低—升高”的演化過程,成巖流體性質(zhì)表現(xiàn)為“酸、堿交替”,沉積組構(gòu)和成巖流體作用控制形成了不同成因類型的有效儲層。在斷陷盆地結(jié)構(gòu)控制下,東營凹陷陡坡帶發(fā)育“常壓/弱超壓—堿/酸—中/低孔(少量高孔)”協(xié)同演化模式,洼陷帶發(fā)育“超壓—酸性—中/低孔”協(xié)同演化模式,緩坡帶發(fā)育“常壓—弱堿/弱酸—中/高孔”協(xié)同演化模式。地層壓力、流體和儲集性的協(xié)同演化模式與斷陷盆地結(jié)構(gòu)、油氣藏類型及屬性的有序分布具有良好的成因?qū)?yīng)性,控制了不同類型油氣藏的差異富集。陡坡帶深層高充滿度的巖性氣藏、凝析油氣藏和洼陷帶向陡坡帶過渡部位的中—高充滿度油藏是有利的預(yù)探方向,緩坡帶油氣運移路徑上的巖性-構(gòu)造油藏及地層油藏是有利的評價增儲方向。地層壓力、流體和儲集性協(xié)同演化及其匹配成藏模式可作為斷陷盆地油氣成藏基本原理的有效補充,是研究油氣藏分布有序性差異富集的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,對于深化陸相斷陷盆地油氣成藏機理、開展油藏分布規(guī)律研究和指導(dǎo)勘探實踐具有重要意義。
關(guān)鍵詞: 古近系;地層壓力;流體;儲集性;協(xié)同演化;差異成藏;東營凹陷
探索油氣成藏機理、發(fā)現(xiàn)更多油氣一直是石油地質(zhì)學(xué)家的追求[1-4]。
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