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COMSOL Multiphysics? 軟件中的地下水流模塊包含了一些有用的功能，能夠更高效地設置復雜的模擬任務。例如，在對井進行建模時，使用井功能進行設置，網格劃分明顯變得簡單，也更加直觀。在這篇文章中，我們將介紹井功能，并討論如何使用這項功能以及它如何增強建模過程。

祝融號火星探測車和著陸器的自拍祝融號收集的初步數據表明，它所走過的區域在過去像極了我們的地球，曾經有風吹過，有水流過。很多巖石的一側覆蓋著蝕刻和凹槽特征，表明它們經歷過強風的侵蝕，而其他一些巖石顯示出片狀質地，這通常是水流造成的。

作者 | Tsinglin 文章來源 | CFD學習與應用 本案例演示采用STAR-CCM+模擬家用水龍頭內部冷、熱兩股水流混合后流出過程，水龍頭內部水流流動特性與溫度分布情況。

</p><p>本模型是構建了一款水下機器人的結構模型，分析在水流中的應力分布。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/u6kGawsNvBbQnupTaLPvrV.png"></p><p><strong>模型文件在文中開頭，需要的可以下載，加密文件如需密碼可以私信我。謝謝。</strong></p>

目前Workbench界面下的LS DYNA模塊可以支持大多數DYNA的關鍵字，其對流固耦合的定義十分方便，下面以一個子dan射入水中的算例介紹workbench LSDYNA的流固耦合設置方法。模型如圖1所示，上部分為空氣，下部分為水，中間模型為彈體，空氣與液體通過共節點方式劃分網格，彈體單獨進行網格劃分，并且彈體與空氣和水的網格重疊。圖1 幾何模型彈體材料為結構鋼

本案例將學習以下內容：1.通過存儲在文件中的數據給定邊界條件；2.在前處理CFX Pre中對邊界條件可視化；3.使用CFX表達式語言（CEL）來描述CFX Pre中與溫度相關的流體特性。本案例計算模型為直徑為2 m的90°彎管，在彎管處有一直徑0.3 m的細管流入熱水（溫度為315 K，流速為5 m/s），彎管進口流入涼水（溫度為285 K，流速為0.5 m/s）,流速沿徑向分布

相分布圖（實際速度） 相分布圖（放慢視角） 實云流體仿真軟件配置的LEVEL SET方法可以準確地捕捉到氣液界面，仿真結果可以較好地展示水流從接觸到脫離的全過程：水流最先到達葉片與葉片間的漏斗區域，接觸葉輪壁面后水柱兩側分離出兩股向前和向后的水流，而大部分水在漏斗內隨葉輪轉動，隨后，漏斗內的水流被逐漸甩出，甩出的水流沿著葉片壁面的延長線運動

圖23 螺旋槳PIV實驗速度場分布云圖 圖24 螺旋槳仿真速度場分布云圖 通過觀察1號區域與2號區域可以發現: 當水流通過導管內部時, 水流速度逐漸增加, 在接觸螺旋槳槳葉時水流速度達到最大, 越靠近葉梢部分的水流速度越大, 越靠近槳轂部分水流速度越低; 水流通過螺旋槳后, 在螺旋槳的后面形成噴射狀, 越靠近槳葉中心位置的水流速度越快, 越靠進導管與槳轂位置的水流速度越慢

，在波浪和同向流共同作用下正向床面切應力幅值增大，負向床面切應力幅值減小，使得一個波周期內正向切應力時間延長負向切應力時間縮短；當水流流速較小時，床面切應力的衰減率與無水流時相近，之后隨著流速增大衰減率隨之增大。

單擊BoundaryConditions 面板，添加邊界條件，coldinlet 為冷流入口，水流速度為1m/s，水流溫度為20℃，湍流強度5%，水力直徑20mm；hotinletone 為熱流入口1，水流速度為0.5m/s，水流溫度為50℃，湍流強度為5%，水力直徑為16mm；hotinlettwo 為熱流入口2，水流速度為0.5m/s，水流溫度為80℃，湍流強度為5%，水力直徑為16mm；wall

如何解釋這一現象，筆者找到這樣一個參數，就是弗勞德數（符號為Fr，是水的慣性力與重力之比，是用來確定水流動態如急流、緩流的一個量綱為一的數）。當Fr=1時，即水的慣性力等于重力，水流為臨界流；當Fr>1時，水流為急流，代表流速大、水流湍急的流動狀態。