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Comsol凍土路基（熱-水-力耦合）模型，水熱采用PDE建模，力學采用軟件自帶的固體力學模塊，路基分為兩層土，計算時間一年，附帶參考文獻。

Voronoi模型在comsol內建立泰森多邊形骨架支撐網格，模型采用一般的多邊形泰森多邊形孔隙以及樣條曲邊泰森多邊形孔隙做對比研究，分析模型在承受壓力荷載下的應力分布。通過comsol的固體力學計算可看出擬圓形Voronoi孔隙支撐結構的應力分布更為合理，可有效避免應力集中現象。

2．地下水對斜坡的作用，主要集中在斜坡坡腳，對坡腳產生較高孔隙水壓力，軟化巖土體的物理力學性質，降低斜坡抗滑力。3．通過對比滑坡實際變形破壞特征后發現，Comsol數值計算結果與實際基本符合。因此在針對滑坡問題中流-固耦合分析具有較大的優勢。

<ul><li class="ql-align-justify">研究目的：利用COMSOL Multiphysics 軟件建立了受注礫巖層的孔隙－單裂隙介質數值模型，分析了帷幕墻的注漿效果。</li><li class="ql-align-justify">模型簡介：將注漿層位礫巖含水層視為孔隙－單裂隙介質，建立40 m×30 m 的孔隙－單裂隙介質數值模型，布置1 個注漿孔和一條單裂隙。

一塊最初充滿液態水的馬鈴薯被放置在一個氣流中進行干燥。在馬鈴薯內部，水蒸氣通過空氣中的二元擴散進行傳輸。我們使用 Brinkman 公式來模擬孔隙中潮濕的空氣壓力梯度所引起的流動。由于液相速度與潮濕空氣速度相比很小，使用達西定律模擬壓力梯度引起的液態水流動。 由于水分子之間的相對吸引力和馬鈴薯之間的差異，液態水傳輸中也考慮了毛細流動。液態水濃度隨時間的變化。

水驅油是一種在石油開采中常用的提高原油采收率的技術，其原理是通過向油藏中注入水，利用水的壓力將原油從地下巖石的孔隙中推向生產井，從而實現原油的開采。本COMSOL案例介紹在重力作用下多孔介質中的水油兩相流模型。

從井眼的位移場、孔隙壓力和應力場三個方面來分析求解數據，最終實現問題的分析和解決。各參數對井眼應力場的影響3D圖如下。由圖可知，在井眼附近形成對稱的應力集中，應力集中點為最大主應力方向，說明水力壓裂裂縫的將沿最大主應力開啟及擴展，通過采用參數化掃描技術，可以開展近井區域井壁受力分析，進一步分析水力裂縫起裂的影響因素。

多孔介質是指內部含有大量微小孔隙和通道的材料，如巖石、土壤等。在石油工程領域，多孔介質中的孔隙為油和水提供了儲存空間和流動路徑。本案例介紹COMSOL相場法進行多孔介質下的油水兩相驅替模型。

從式(5)分析可以看到，把孔壓項當做體載荷，輸入到COMSOL中。Fi為重力引起的體載荷，在需要考慮重力項時，可以把重力項加入到體載荷中，不需要考慮時，即可忽略Fi此項。圖1為體積力設置項，選擇體載荷。圖2是體載荷設置，選擇“單位體積的力”，在x,y欄分別輸入alpha1*dl.px1與alpha1*dl.px2。dl.px1、dl.px2表示壓力在x、y方向的梯度，即壓力p對x或y求偏導。

2）毛細水：存在于地下水位以上，透水土層中的地下水；分布在土粒間相互貫通的孔隙，可以看成是形狀不一、直徑互異、彼此連通的毛細管。是受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水，由于水分子與土粒分子之間的附著力，以及水氣界面上的表面張力，地下水將沿著這些孔道被吸引上來。在地下水位以上形成一定高度的毛細水帶，這一高度稱為毛細水上升高度。它與土中孔隙的大小形狀、土粒礦物組成以及水的性質有關。

利用高壓水沖洗煤壁，將破碎的煤塊帶出，在煤層中形成一定的空腔，將應力傳遞到鉆孔周圍，達到卸壓的效果。鉆孔周圍的擾動使鉆孔周圍產生大量新的裂隙，改變了煤體的孔隙度，從而提高了煤層的滲透性。建立了考慮煤體塑性破壞的水力沖煤多場耦合模型，利用COMSOL Multiphysics軟件研究水力沖孔過程的機理和變量的演化規律。煤層水力沖孔涉及到巖體塑性變形、瓦斯吸附等多物理量的相互作用。

這是因為驅動流動的毛細管力僅作用在樣品溶液與空氣相遇的孔隙表面(液體前沿的三相邊界區域)。這意味著毛細管力是恒定的，只要有自由孔隙體積，都可以用樣品溶液填充。然而，隨著樣品溶液體進一步進入測試條，流動阻力增加。與流動樣品液體接觸的孔壁面積隨時間增加，因此孔壁和流動溶液之間的摩擦面積也會增加。3D 模型(藍色)和 2D 模型(綠色)第一條測試線位置處的樣品流速。這兩條曲線非常吻合。

頁巖的化學反應（如碳酸鹽化）會動態改變孔隙結構和裂縫表面能；</p><p>*流固耦合：超臨界CO?的低黏度特性使其更易滲入納米級孔隙，誘發“裂縫分支”（多級次生裂縫無序增殖）。

該模型(MCC)被廣泛應用于粘土的滲流固結當中，能較準確地預測因滲流固結導致的土體沉降，有效應力變化，孔隙水壓力和孔隙比(e)的變化。 建模時，先對粘土(Clay)施加先期固結壓力200kPa,以達到預固結的效果；在此基礎上進行土體的預應力平衡；而后對剛性基礎施加一個向下的位移，研究基礎在考慮比奧固結情況下的承載力。

混凝土中鋼筋的腐蝕是指鋼筋與混凝土中的水和氧氣反應，導致鋼筋表面產生氧化物，進而引發鋼筋的腐蝕和破壞。混凝土中的水和氧氣是腐蝕的主要因素之一。當水滲入混凝土中的微縫隙和孔隙時，可以與鋼筋表面的氧氣反應，形成氧化物。這個過程是一個電化學過程，涉及到陰極和陽極反應。鋼筋在環境中處于陰極的區域，而氧氣反應位于陽極的區域。在這種電化學反應中，鋼筋表面上的氧化物會導致鋼筋的腐蝕和銹蝕。

采用超靜水壓力系統，初始地層孔隙壓力為0。實體單元basement應力場為S11=-10e6,S22=-5e6,S12=S33=0。注入點載荷為-0.01m^2/s，有幅值緩沖。注入時間步長為10s。模型運行了136步3秒不到出現不收斂：Time increment required is less than the minimum specified。

除了上述的流體力學模型外，我們還開發了一個完全耦合的熱流體力學模型來模擬裂隙性地熱儲層在長期水循環和產熱過程中的性能(參考文獻3)。 參考文獻 Q.

本文來自 ：COMSOL 博客

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