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煤儲層微波注熱的電磁-熱-流-固全耦合模型 利用 COMSOL 建立一個煤儲層模型，見圖 7-4，模型尺寸為 20 m×6 m，模型中間布置一個瓦斯抽采鉆孔（直徑為 0.075 m）；模型兩側布置兩個微波源，將微波源簡化為兩個矩形波導。

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。為實現水力沖孔強化采氣復雜的應力-損傷-滲流耦合過程，提出了以下假設： (1)發生塑性變形以及產生新的裂隙，而彈性變形僅改變裂隙的孔徑。

流固耦合問題的難點在于對控制方程的理解以及在COMSOL中的輸入，對于其他耦合問題，可以參考流固耦合的設置。

關鍵詞：COMSOL；U形渡槽；拓撲優化；流固耦合【模型信息】U形過水斷面半徑和設計水深為3m，斷面二維效果圖如下。圖1 U形渡槽過水斷面【荷載&邊界設置】耦合接口選擇層流和固體力學，耦合類型為結構上的流體荷載，設置水流速為0.1m/s，在渡槽底面固結。

針對裂隙多孔介質流體注入引起天然裂隙的激活，巖石產生新損傷形成水力裂縫，本案例建立了裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型，實現如下功能：（1）采用comsol with matlab建立隨機天然裂隙網絡幾何模型；（2）針對天然裂隙，建立裂隙模型，考慮其變形過程對裂縫寬度和滲透率的影響，可得到裂隙寬度分布；（3）考慮損傷演化過程和流固耦合作用，巖石孔隙度和滲透率隨著損傷和應力大小變化

裂隙多孔介質流固耦合-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 裂隙多孔介質注入流體引起天然裂隙，巖石產生新損傷的數值模擬，內含MATLAB 網裂縫函數及comsol模型。

.rar</a></p><p><br></p><p>使用comsol的流固耦合模塊，建立一個鈑金外殼和內部空氣區域，之后將空氣壓力逐漸降低。

煤層瓦斯運移主要涉及到基質中瓦斯解吸、擴散、裂隙中瓦斯滲流，涉及到的物理場為煤層變形方程、多孔介質擴散滲流方程、煤層溫度方程、甲烷氧化方程等。這些方程在COMSOL中，均有對應的物理場接口，用COMSOL研究煤層中瓦斯運移或者研究實驗室中煤柱、煤粒中甲烷運移都是很方便的。接下來幾個帖子，我會按照建模的順序以此介紹主要設置，方便大家更好地了解COMSOL的基本使用，以期在科研學習上幫助大家。

</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。</p><h3>直播福利：</h3><p>Comsol電子書籍、基礎操作視頻以及部分相關案例。

模型簡介：考慮熱流固-損傷耦合效應，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應力條件，可運用于如下場景：1、干熱巖儲層壓裂，流體介質可選擇水和二氧化碳，實現壓裂過程裂縫動態擴展模擬；2、干熱巖儲層采熱開發，分析熱流固-損傷耦合效應對采熱的影響；3、深部頁巖儲層壓裂，實現水和二氧化碳壓裂裂縫擴展模擬；4、其他熱流固耦合問題。

</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;1、流固耦合+動網格模塊</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;2、水囊外殼為超彈性PDMS，設置相應的超彈性屬性</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;3、對幾何模型進行優化，合理布置網格</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;4、設置求解器，調試并求解，最終結果通過處理展示。

</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201910/c5d63e42a4234e88a419e49a3c4079bf.png"></p><p><br></p><p>本模型制作了隨機裂隙，進行注漿分析，采用賓漢姆流體方程來描述流體動力學，完成流固耦合的分析。

</p><p><br></p><p>本文設計了計算了一個圓環狀雙入口蠕動泵的流固耦合，分析其流體輸送的能力。

所有 FSI 流-固耦合邊界都是拉格朗日變形，其結構允許精確地施加邊界條件。結構力學的顯式和隱式求解器 都可以被激活使用，從而可以實現弱 FSI 流-固耦合分析或強 FSI 流-固耦合分析。 FSI 分析有三種耦合方向： 雙向耦合。

關鍵詞：Comsol多物理場仿真軟件;流-固耦合;滑坡;引言Comsol多物理場仿真軟件，涉及電氣、結構、聲學、流體、傳熱等各個學科領域，對流-固耦合計算有天然的優勢。對于針對滑坡問題中流-固耦合計算他有專門的計算接口“多孔彈性”接口，該接口主要對達西定律與固體力學進行了耦合。

為了識別鉆孔間距對煤層瓦斯抽采的影響及如何實現高效抽采，基于流固耦合模型，建立三維幾何模型，使其更接近現場實際，借助 COMSOL 軟件模擬某煤礦鉆孔不同間距的瓦斯抽采過程，利用瓦斯壓力為 0.74 MPa 等壓面三維立體圖使有效抽采區域可視化，通過計算有效抽采區域體積大小，量化分析鉆孔間距對抽采效果的影響。

將三個物理場方程耦合解算，是該數值模擬的一個難點。本案列選擇多物理場求解工具COMSOL,其在多場求解方面廣泛應用。圖1 CO2-ECBM物理場方程COMSOL中求解步驟主要為參數、變量設置，幾何模型設置，物理場設置，網格劃分，求解器設置，后處理。參數變量設置中，需要把CO2-ECBM耦合方程中，相關的參數、變量設置到全局參數中。同時把一些物理場方程用到的變量設置到局部變量中。