多孔介質(zhì)生成
關(guān)注創(chuàng)建者：淵魚 創(chuàng)建時間：2022-03-31
多孔介質(zhì)生成的視頻教程
I_10多孔介質(zhì)：各向異性介質(zhì)《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之I不可壓縮流_10多孔阻力：正交各向異性介質(zhì) 涉及主要知識點： 1）各項異性多孔介質(zhì)介紹； 2）有關(guān)STAR CCM+的慣性阻力和粘性阻力系數(shù)設(shè)置請見上節(jié)課“多孔阻力：各向同性介質(zhì)”； 3）STAR CCM+強大的復(fù)制粘貼功能介紹； 4）1個窗口中并列顯示2個云圖對比分析。
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I-09多孔介質(zhì)：各向同性介質(zhì)《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之不可壓縮流_09多孔阻力：各向同性介質(zhì) 涉及主要知識點： 1）多孔介質(zhì)介紹； 2）STAR CCM+的慣性阻力和粘性阻力系數(shù)設(shè)置； 2）網(wǎng)格縮放； 3）創(chuàng)建壓降監(jiān)控曲線。
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fluent 多孔介質(zhì)的應(yīng)用
1、講述了多孔介質(zhì)基本原理； 2、講述了多孔介質(zhì)阻力參數(shù)的設(shè)置方法； 3、講述了平衡傳熱模型和非平衡傳熱模型的應(yīng)用和原理； 4、講述了柯西定律在多孔介質(zhì)中的應(yīng)用；
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多孔介質(zhì)生成的實例教程
首先通過CAD Voronoi插件建立孔隙的幾何模型，該插件是基于蒙特卡洛隨機生成算法，進行隨機布置控制點，同時具有控制區(qū)塊尺寸的功能。在CAD中生成相應(yīng)圖形的面域，并將生成的孔隙導(dǎo)出為.sat文件備用。
打開ANSYS Workbench，導(dǎo)入事先生成的.sat文件，并進行添加矩形，刪掉導(dǎo)入的卵石形實現(xiàn)二維多孔模型的構(gòu)建：
進行網(wǎng)格劃分等操作：
多孔介質(zhì)中的自然對流和傳熱研究在地熱系統(tǒng)、隔熱材料、食品加工以及化學反應(yīng)器設(shè)計等領(lǐng)域具有重要意義。本文介紹了一種基于COMSOL Multiphysics軟件建立多孔介質(zhì)幾何模型并模擬其內(nèi)部自然對流與傳熱過程的方法。
采用CAD Voronoi V2.1插件生成多孔介質(zhì)幾何結(jié)構(gòu)，并在AutoCAD中僅保留含曲邊孔隙圖層的內(nèi)容后導(dǎo)出為dxf格式文件。并將此文件導(dǎo)入至COMSOL Multiphysics軟件中。
在COMSOL中，通過構(gòu)建矩形區(qū)域并與導(dǎo)入的CAD圖形執(zhí)行差集操作來完成多孔介質(zhì)幾何模型的建立。
選擇“多孔介質(zhì)傳熱”物理場，并設(shè)置相應(yīng)的溫度邊界條件以匹配具體應(yīng)用場景。完成設(shè)置后，對模型實施網(wǎng)格劃分。
通過對模型進行仿真計算，分析多孔介質(zhì)內(nèi)的流速分布及溫度場變化情況。
研究結(jié)果提供了關(guān)于多孔介質(zhì)內(nèi)部復(fù)雜對流與傳熱機制的深刻見解。
展開 多孔介質(zhì)干燥模擬 ￥1000
<p>本案例建立了一Mushroom二維模型，基于COMSOL軟件的多個物理場模塊：動網(wǎng)格，湍流流動，流體傳熱，水蒸氣和液態(tài)水兩個稀物質(zhì)傳遞，固體力學接口，模擬了Mushroom多孔介質(zhì)的流動干燥、水分蒸發(fā)和收縮變形過程。
普通管道中的水流
孔隙介質(zhì)實際流線
假想的流動
多孔介質(zhì)
滲流受多孔介質(zhì)特性影響。天然和人造的多孔介質(zhì)普遍具有下列特征：空隙尺寸微小；比表面積數(shù)值很大。
多孔介質(zhì)的特征使?jié)B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(zhì)的性質(zhì)
孔隙性 有效孔隙和死端孔隙
◆ 孔隙度：是多孔介質(zhì)中孔隙體積與多孔介質(zhì)總體積之比
◆ 有效孔隙：是多孔介質(zhì)中相互連通的、不為結(jié)合水所占據(jù)的那一部分孔隙。
◆ 有效孔隙度：是多孔介質(zhì)中有效孔隙體積與多孔介質(zhì)總體積之比。
◆ 死端孔隙：是多孔介質(zhì)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(shù)推導(dǎo)
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(zhì)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(zhì)的壓縮性及流體的彈性力
油氣存在于地下巖層內(nèi)，未開采時巖石和流體都處于均衡受壓的平衡狀態(tài)。隨著油氣的不斷開采，油氣層內(nèi)的壓力逐漸降低，上覆巖層和油層內(nèi)壓力差逐漸增大，會導(dǎo)致巖石變形，造成巖石孔隙度減小即內(nèi)部孔隙體積減小，多孔介質(zhì)內(nèi)流體逐漸向壓力低的方向流動。滲流方向也發(fā)生改變。
毛管力
多孔介質(zhì)可以看成是固體內(nèi)部存在許多個毛細管，這些毛細管散亂分布，互相連通。發(fā)生滲流時一種流體驅(qū)替另一種流體，在兩種流體交界面上產(chǎn)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(nèi)聚力的影響會產(chǎn)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 <p><strong style="background-color: rgb(0, 255, 0);">1 概念介紹</strong></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">多孔介質(zhì)就是固體物質(zhì)內(nèi)部和表面有許多孔隙，如海綿等，由固體物質(zhì)組成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙所構(gòu)成的物質(zhì)。多孔介質(zhì)內(nèi)的流體以滲流方式運動。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span></p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZyibC1zkzEHg1l7NRBsiar1Xc3KfzYhibydudVVeEy0Jt8ciaM4ribCD2PMVCa2Y2PDGrejyX4cjcdTc7iaA/640?wx_fmt=jpeg" width="531" style=""></p><p><br></p><p>Fluent自帶多孔介質(zhì)模型，對于多孔介質(zhì)的模擬，不考慮流體在多孔介質(zhì)內(nèi)部的流動，只考慮多孔介質(zhì)對于流動阻力及能量方程產(chǎn)生的影響。
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多孔介質(zhì)生成的最新內(nèi)容
采用CAD Voronoi V2.1插件生成多孔介質(zhì)幾何結(jié)構(gòu)，并在AutoCAD中僅保留含曲邊孔隙圖層的內(nèi)容后導(dǎo)出為dxf格式文件。并將此文件導(dǎo)入至COMSOL Multiphysics軟件中。
comsol層流里面的多孔介質(zhì)改變孔隙率不影響結(jié)果速度云圖不變
裂隙多孔介質(zhì)流固耦合-損傷模型
comsol-水力壓裂巖石損傷耦合模型 ，含裂縫制作代碼matlab。
comsol HM耦合模型 損傷模型 裂隙多孔介質(zhì)注入流體引起天然裂隙，巖石產(chǎn)生新?lián)p傷的數(shù)值模擬，內(nèi)含MATLAB 網(wǎng)裂縫函數(shù)及comsol模型。
多孔介質(zhì)采用AbyssFish單連通周期性邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件生成，軟件可設(shè)置孔隙率、孔喉尺寸、顆粒尺寸等信息，以生成多種多孔介質(zhì)模型，適應(yīng)不同的工程地質(zhì)條件。
采用CAD圖像導(dǎo)入插件，將生成的多孔介質(zhì)模型導(dǎo)入到AutoCAD內(nèi)，并保存為.dxf文件。
奧地利學者Terzaghi在1923年發(fā)現(xiàn)土的變形不是由總應(yīng)力決定的，而是取決于土體中的有效應(yīng)力。
多孔介質(zhì)的應(yīng)力張量分為兩部分，固體骨架的應(yīng)力 （非有效應(yīng)力 ）和孔隙流體壓強。
多孔介質(zhì)力學定義強調(diào)：
應(yīng)力、應(yīng)變以拉為正，應(yīng)力、應(yīng)變以壓為負，孔隙流體壓力以拉為正，孔隙體積增大（體脹）為正，體縮為負。
而土力學（巖土工程）則恰恰相反，強調(diào)：
01 配置COMSOL with MATLAB 路徑
軟件在安裝的過程中可以配置COMSOL with Matlab。安裝到此路徑時將MATLAB對應(yīng)的安裝包路徑粘貼進去即可。
圖 1 軟件安裝路徑配置
02 啟動COMSOL with MATLAB
安裝完成后，桌面會顯示COMSOL with Matlab圖標，雙擊圖標，會啟動MATLAB進行調(diào)用。
1. 背景介紹
多孔介質(zhì)的微小空隙中的任何兩種非互溶流體分界面的兩側(cè)存在的壓力差，即非浸潤相的壓力與浸潤相的壓力之差。毛細管壓力取決于流體的表面張力、浸潤角和界面的曲率。在流體互相驅(qū)替過程中，毛細管壓力可以是驅(qū)動力，也可以是流動的阻力。浸潤相在毛細管壓力作用下，可以自發(fā)地驅(qū)替非浸潤相，即滲汲作用。毛細管壓力的存在影響多孔介質(zhì)內(nèi)的流體運動規(guī)律，因此是滲流力學及有關(guān)的工程技術(shù)必須考慮的問題
中國是糧食生產(chǎn)大國，儲糧安全事關(guān)國計民生，至關(guān)重要。由于儲存條件、設(shè)施簡陋且缺乏技術(shù)指導(dǎo)，農(nóng)戶儲糧損傷比例約8%左右，本案例建立了一糧倉模型，糧倉內(nèi)的小麥采用多孔介質(zhì)模型描述，基于熱-流耦合多物理場理論模型，對糧倉內(nèi)的溫度場和流場進行了仿真模擬，有助于揭示糧堆內(nèi)部的耦合傳熱機理，提高儲糧技術(shù)，實現(xiàn)安全儲糧，本案例的仿真結(jié)所示：
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AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設(shè)備和車輛運載等領(lǐng)域復(fù)雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程，幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程，提高企業(yè)研發(fā)效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例針對某種多孔介質(zhì)歧管，采用多孔介質(zhì)模型、對流換熱壁面和湍流模型對歧管進行流動傳熱仿真，案例最后可以看到歧管的壓力和溫度分布情況
摘要
在CFD分析中如何對閥的開閉過程進行建模？本文基于Simcenter STAR-CCM+軟件介紹一種使用多孔介質(zhì)模型對彈簧安全閥進行建模的方法。該介質(zhì)的阻力系數(shù)隨閥門上游壓力的變化而變化，以模擬彈簧安全閥的可變開度。
