達西
關注創建者：蠻大人666 創建時間：2018-09-22
達西的視頻教程
Comsol多物理場耦合及PDE、matlab建模課程視頻
包括達西定律，PDE，固體力學模塊，詳細講解建模思路及各種物理場之間的耦合設置，包括了達西滲流，非均質的多孔介質，達西模塊和PDE的耦合，系數型PDE方程。同時包括石油天然氣礦業類常見的工程問題——兩相流問題，壓裂水平井問題，達西NS布林克曼耦合，流固全耦合，聯合matlab建模，巖石損傷等等。
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COMSOL流動與多物理場耦合系列視頻
章節4開始，難度開始加大，包括地層內基于達西定律的流動，非均質多孔介質，基于圖像的非均質多孔介質，達西定律與PDE耦合，透徹講解COMSOL的多物理場耦合思想與設置方法。同時講解致密油，煤層氣、瓦斯氣，頁巖氣等油氣滲流中常見的壓裂水平井問題，達西兩相流，達西與N-S耦合流動，流固耦合，熱流固耦合，PDE等視頻，均在該視頻。講解過程中穿插不少COMSOL高階以及后處理技巧。
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comsol滲流及石油天然氣系列課程
課程系統全面，適合入門系統性學習，包括達西流，裂隙流，兩相達西，非均質模型，壓裂水平井等等，大量課程視頻及案例資料包括論文
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達西的實例教程
達西定律描述流體在完全飽和的多孔介質中通過間隙的流動，這種運動主要由壓力梯度驅動，流體的剪切應力引起的動量傳遞可以忽略不計。您可以使用達西定律 接口計算壓力，然后根據壓力梯度、流體黏度和滲透率來確定速度場。
Brinkman 方程可用于計算多孔介質中快速流動的流體，包括驅動流動的流體速度動勢、壓力和重力。Brinkman 方程 接口綜合了達西定律，可以計算黏性剪切引起的動能耗散，與納維-斯托克斯方程類似。
層流 和蠕動流 接口可用于模擬雷諾數相對較低的瞬態和穩態流動。流體黏度可能取決于流體的局部組成和溫度，或與流體流動組合建模的任何其他物理場。
對于注漿、油氣開采、突水等模型或許是以上幾個流動綜合流動的，如只采取一種流動方式可能會出現與事實不合的情況，本貼分享了如何將以上三種模型聯立的comsol案例。
展開 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。
雖然達西定律已經涵蓋了許多應用，但是在工業應用中，速度場和壓力梯度之間的關系不再是線性的，達西定律不能提供準確的結果。在這篇文章中，我們將更深入的研究多孔介質中可能出現的不同流動狀態，以及如何描述它們。
在微觀尺度上模擬多孔介質中的流動
為了更深入地理解流經多孔材料中的流動特征，有必要仔細研究它的微觀結構。這樣我們不僅能更深入的理解多孔材料，也有信心使用宏觀方法來模擬多孔材料中的流動。
下面的動畫顯示了一個大小為 2 cm × 2 cm × 6 cm 的復雜多孔結構，以及使用線性納維-斯托克斯方程計算的流型。
小型多孔塊中的流型。
這些多孔塊中包含低流速和高流速的區域，也包含根本不發生流動的區域。即使結構是不規則的，當放大另一個位置的相同多孔結構樣品時，其流動特性也是相同的。因此，這被稱為 代表性單元體積（REV）。對代表性單元體積進行平均可以得到宏觀方程，詳見下一節內容。
為了表征流動并獲得有關宏觀方程的信息，下面幾個數值很重要：
孔隙率 ，描述了孔隙體積與總體積的比率，可以從幾何形狀計算
沿流動方向（縱向）下降的壓力 ，可以計算或預定義
表觀速度 ，或通過結構的體積流量 (m3/s)，除以總橫截面積 (m2 )
宏觀尺度的流動
達西定律是描述多孔材料流動的基本定律，它最初只是一個經驗定律，后來在理論上由納維-斯托克斯方程推導出來。它描述了速度場 (m/s)與壓力梯度 （Pa）之間的線性關系。
(1)
其中，(m2) 是多孔介質的滲透率， (Pa·s) 是流體的動力黏度。
在規則結構中，如填充床或粒狀土壤，滲透性可以由 Kozeny-Carman 關系推導：
(2)
其中， (m) 表示有效粒徑（對于球形顆粒，等于球體直徑）。
線性達西定律適用于低速流動。
展開 提供comsol中的基于耦合達西定律和相傳遞接口模擬計算多孔介質中兩相流（紙條芯吸）的算例，具體文件鏈接附后：
雖然達西定律已經涵蓋了許多應用，但是在工業應用中，速度場和壓力梯度之間的關系不再是線性的，達西定律不能提供準確的結果。在這篇文章中，我們將更深入的研究多孔介質中可能出現的不同流動狀態，以及如何描述它們。
在微觀尺度上模擬多孔介質中的流動
為了更深入地理解流經多孔材料中的流動特征，有必要仔細研究它的微觀結構。這樣我們不僅能更深入的理解多孔材料，也有信心使用宏觀方法來模擬多孔材料中的流動。
下面的動畫顯示了一個大小為 2 cm × 2 cm × 6 cm 的復雜多孔結構，以及使用線性納維-斯托克斯方程計算的流型。
小型多孔塊中的流型。
這些多孔塊中包含低流速和高流速的區域，也包含根本不發生流動的區域。即使結構是不規則的，當放大另一個位置的相同多孔結構樣品時，其流動特性也是相同的。因此，這被稱為 代表性單元體積（REV）。對代表性單元體積進行平均可以得到宏觀方程，詳見下一節內容。
為了表征流動并獲得有關宏觀方程的信息，下面幾個數值很重要：
孔隙率 ，描述了孔隙體積與總體積的比率，可以從幾何形狀計算
沿流動方向（縱向）下降的壓力 ，可以計算或預定義
表觀速度 ，或通過結構的體積流量 (m3/s)，除以總橫截面積 (m2 )
宏觀尺度的流動
達西定律是描述多孔材料流動的基本定律，它最初只是一個經驗定律，后來在理論上由納維-斯托克斯方程推導出來。它描述了速度場 (m/s)與壓力梯度 （Pa）之間的線性關系。
(1)
其中，(m2) 是多孔介質的滲透率， (Pa·s) 是流體的動力黏度。
在規則結構中，如填充床或粒狀土壤，滲透性可以由 Kozeny-Carman 關系推導：
(2)
其中， (m) 表示有效粒徑（對于球形顆粒，等于球體直徑）。
線性達西定律適用于低速流動。
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達西的最新內容
</p><p>在comsol中將從數學模型理解與推導開始介紹這個模型的復現過程，采用<strong>二維離散裂縫模型</strong>，主要用到的理論包括：<strong>達西定律、Biot理論、滑脫效應(knudsen流)、郎格繆爾等溫吸附，</strong>該模型綜合考慮了<strong>裂縫滲透率演化、基質孔隙度與滲透率演化、氣體吸附解吸、天然氣粘度變化</strong>等因素對氣體采出的影響
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。
工程領域應用最廣泛的流阻模型是達西-Forchheimer 模型，其核心思想是：總的流動損失由粘性損失和慣性損失兩部分組成，粘性損失與速度成正比，慣性損失與速度的平方成正比。
簡單總結：流阻是流速的二次函數。
接下來你可以做試驗，或者做一小段結構的三維CFD模擬，得到一些流速與壓降數據。基于這些數據做二次曲線擬合，就得到了二次函數的系數。
模擬井中水與地層水的作用
</p><p>Comsol軟件作為一款多物理場耦合仿真軟件，在仿真工作中，其內置的達西定律、自由和多孔介質流、多孔介質傳熱、固體力學等物理場可以表述其過程，從而達到仿真的目的。</p><p>本課程主要內容為：</p><p>1.利用流熱固多物理場耦合仿真瓦斯抽采問題；</p><p>2.利用參數化掃描功能研究不同滲透率、負壓、溫度、時間等多工況下的變化。
中深層同軸取熱，Comsol模型，采用非等溫管道流、達西定理等，求解快，結果準確，與多篇文獻驗證后結果可靠，吻合度高，有需要的可以直接拍或者私信咨詢詳情，以下是部分模型圖和結果展示；
付費內容包括考慮地下水滲流和不考慮地下水滲流兩個版本模型（分別為6.0版和6.2版），以及驗證模型ppt；單個模型550，打包750
?達西定律 (Darcy's Law)
達西定律可以用來形容纖維材料浸漬的樹脂流動性為。達西定律常被是為在多孔介質的標準流動模型。
?入口控制 (Inlet Control)
根據達西定律 (Darcy's law)，在恒壓系統下壓力梯度會隨著流動長度而增加，這使得樹脂在較長的平均流場時充填變得困難。因此，多進口系統往往為了增加樹脂流量和減少處理時間之過程而被應用。在優化充填波前方面，入口開閉時刻可以通過時間和熔膠波前控制。入口控制參數可以經由入口控制選項編輯，現階段有兩種控制方式。
而Comsol作為一款多物理場仿真軟件，其“多孔彈性”接口很好的做到了達西定律與固體力學的耦合，對于評估流體導致巖土體的變形有很大的優勢。基于此，文中以某實際滑坡案例為基礎，利用Comsol多物理場數值模擬軟件對滑坡進行了流-固耦合計算，獲取了滑坡的變形破壞機理及特征。
綜合上述兩者方程式，可以換成以下形式：
Moldex3D 的冷卻解算器中，主要以管壁表面溫度作為邊界條件，因此，可以得到結果：
其中h是平均熱對流系數，水管總帶熱量可以用下列表示：
水管壓降可用達西-威斯巴哈 (Darcy-Weisbach) 方程式表示：
其中ΔP 為壓降，v 是比重，f 是磨擦因子， D 為管徑，V 為平均速度，g 為重力加速度
