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多孔介質(zhì)是指內(nèi)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(lǐng)域，多孔介質(zhì)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(zhì)下的油水兩相驅(qū)替模型。

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。 在COMSOL內(nèi)選擇流體流動-兩相流-相場-層流，并添加包含相初始化的瞬態(tài)研究。

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。

多孔結(jié)構(gòu)傳熱模擬涉及對多孔介質(zhì)內(nèi)部復(fù)雜的熱量傳遞過程進行建模和分析，這類模擬對于優(yōu)化材料設(shè)計、提高能源效率以及解決環(huán)境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立全連通多孔結(jié)構(gòu)幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進行多孔結(jié)構(gòu)的傳熱仿真模擬。

插件介紹Random Porous Structure 3D - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件內(nèi)生成三維多孔結(jié)構(gòu)，可用于兩相材料或多孔介質(zhì)的模擬等。 插件可指定孔隙的分布概率、生長概率、孔隙率、平滑范圍等參數(shù)，其參數(shù)控制原理可參考四參數(shù)隨機生長法（QSGS）相關(guān)文獻。

方案優(yōu)勢針對環(huán)路熱管的計算，方案的主要特色與優(yōu)勢如下： 軟件具備氣液兩相模型，可模擬微納米尺度如空隙尺度的多孔介質(zhì)、微納結(jié)構(gòu)等吸液芯的毛細潤濕和蒸發(fā)過程；可以考慮并預(yù)測毛細能力及蒸發(fā)換熱性能。 支持在微通道納米尺度中計算兩相相變，可用于表面凝結(jié)和核態(tài)沸騰的相變過程計算，以及計算在相變過程中的換熱情況。

Klinkenberg 參數(shù) (Pa) 取決于多孔介質(zhì)的滲透率，我們可以在文獻中查到 。COMSOL 中的多孔介質(zhì)流模塊包含了所有上述滲透率模型。Forchheimer 和 Kozeny-Carman 方程也可用于支持多孔介質(zhì)流動的其他模塊。軟件中滲透率關(guān)系的位置。非達西流，從微觀到宏觀尺度那么，我們?nèi)绾螌⑦@兩種方法聯(lián)系起來呢？

這種負壓縮性看似違反了物理定律，但等效的體積增加與材料內(nèi)看不到的體積減少是相對應(yīng)的。這樣可以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。使用 COMSOL Multiphysics? 分析新穎的多孔彈性超材料為了研究新穎的多孔彈性超材料的結(jié)構(gòu)細節(jié)，研究人員選擇使用 COMSOL Multiphysics? 軟件。當(dāng)被問及數(shù)值建模方法的優(yōu)勢時，研究小組的成員 Jingyuan Qu 提到了求解方程的便利性。

新建一個與原模型尺寸相同的矩形部件，并在裝配中與導(dǎo)入的部件進行切割幾何操作，建立多孔結(jié)構(gòu)二維模型。 也可與導(dǎo)入的部件裝配建立孔隙＋顆粒兩相材料模型。 可進行網(wǎng)格劃分及完成后續(xù)的多孔結(jié)構(gòu)仿真模擬。

這種負壓縮性看似違反了物理定律，但等效的體積增加與材料內(nèi)看不到的體積減少是相對應(yīng)的。這樣可以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。使用 COMSOL Multiphysics? 分析新穎的多孔彈性超材料為了研究新穎的多孔彈性超材料的結(jié)構(gòu)細節(jié)，研究人員選擇使用 COMSOL Multiphysics? 軟件。當(dāng)被問及數(shù)值建模方法的優(yōu)勢時，研究小組的成員 Jingyuan Qu 提到了求解方程的便利性。

此案例中，兩個電芯的排氣口分別兩次排氣增加了封閉區(qū)域中的壓力，當(dāng)多孔介質(zhì)系統(tǒng)中達到一定壓力時，該區(qū)域通流，部分氣體被釋放到外部環(huán)境。

它具備氣液兩相模型，能夠模擬微納米尺度如空隙尺度的多孔介質(zhì)、微納結(jié)構(gòu)等吸液芯的毛細潤濕和蒸發(fā)過程，預(yù)測毛細能力及蒸發(fā)換熱性能。 支持在微通道納米尺度中計算兩相相變，可用于表面凝結(jié)和核態(tài)沸騰的相變過程計算，以及計算在相變過程中的換熱情況。 軟件支持熱限制模型與RPI壁面沸騰模型，并開發(fā)有先進的的壁面冷凝模型，可根據(jù)此對池沸騰、大空間冷凝相變、壁面相變等進行數(shù)值模擬。

非飽和多孔介質(zhì)中的熱濕傳遞耦合建模 模擬非飽和多孔介質(zhì)中的熱濕傳遞，對于分析例如制藥業(yè)的高分子材料、電纜保護層和食品干燥過程等應(yīng)用非常重要。 對于這些應(yīng)用，可能沒有唯象模型，如上面介紹的建筑材料模型。然而，通過考慮每個相（固體、液體和氣體）的熱量和水分的守恒，以及不同相的體積平均，我們可以得出一個機理模型。 為了計算水分分布，我們求解了多孔介質(zhì)中的兩相流問題。

2.4多孔介質(zhì)傳熱 點擊多孔介質(zhì)傳熱，選擇所有域 點擊多空介質(zhì)（燃料極），選擇對應(yīng)區(qū)域設(shè)置氣體相和固體相熱物理特性 右鍵多孔介質(zhì)傳熱，添加多空介質(zhì)（空氣極），選擇對應(yīng)區(qū)域設(shè)置氣體相和固體相熱物理特性 右鍵多孔介質(zhì)傳熱，添加流體（燃料極和空氣極兩個），選擇對應(yīng)區(qū)域，設(shè)置氣體相熱物理特性 右鍵多孔介質(zhì)傳熱，添加熱源（燃料極，

液相色譜法高效液相色譜（HPLC）系統(tǒng)使用一維模型建模，其中模擬的尺寸代表色譜柱中流動相的流動長度。這里，由兩種不同組分的 Langmuir 平衡常數(shù)表示的不同吸附平衡導(dǎo)致不同程度的停留時間。由于溶劑的穩(wěn)定流動與不同的吸附速率的共同作用，導(dǎo)致不同的吸附組分在空間和時間上分離。 這里，結(jié)合使用多孔介質(zhì)稀物質(zhì)傳遞接口與吸附子節(jié)點來表示平衡吸附過程。

Klinkenberg 參數(shù) (Pa) 取決于多孔介質(zhì)的滲透率，我們可以在文獻中查到 。COMSOL 中的多孔介質(zhì)流模塊包含了所有上述滲透率模型。Forchheimer 和 Kozeny-Carman 方程也可用于支持多孔介質(zhì)流動的其他模塊。軟件中滲透率關(guān)系的位置。非達西流，從微觀到宏觀尺度那么，我們?nèi)绾螌⑦@兩種方法聯(lián)系起來呢？

但若為各向異性，則方向1矢量表示多孔介質(zhì)的第一個主方向為x方向，方向2矢量表示多孔介質(zhì)的第二個主方向為y方向，第三個方向與這兩個方向垂直，不必指定。

圖2 液相盒子 圖3 氣相盒子 圖4：氣液相平衡更換模擬物質(zhì)即可模擬目標(biāo)物質(zhì)的氣液相平衡，例如目前化工中的乙酸等。此外，GOMC可用于研究汽-液和液-液平衡、多孔材料中的吸附、表面活性劑的自組裝以及復(fù)雜分子的凝聚相結(jié)構(gòu)。最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。

更重要的是，微宏結(jié)合的滲流研究計算（簡稱“微宏滲流”）能夠為每一瞬間同時提供宏觀綜合數(shù)據(jù)及多孔介質(zhì)內(nèi)任何空間點的微觀細節(jié)，這將大大促進滲流理論和計算方法的發(fā)展并提高生產(chǎn)應(yīng)用效果。近年來，主要由于微觀滲流數(shù)值模擬計算方法的進展，微宏滲流研究已經(jīng)能夠模擬計算諸如小巖心規(guī)模的油水兩相滲流及啟動壓力梯度與孔隙內(nèi)壁邊界層關(guān)系等各類問題。 3）滲流的精細研究。

這些模型解釋了孔隙度對材料性能方面的影響，并且在同時考慮塑性影響的時候，能夠用來預(yù)測受撞擊載荷作用的多孔材料中常見的二波結(jié)構(gòu)的存在。之前的理論，沒有考慮到顆粒材料的兩個(或三個)自然相，因此，得到的結(jié)果不依賴于孔隙體積的大小和分布。