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如何模拟多孔介质中不同类型的流体流动

COMSOL  · 公众号  · 半导体  · 2024-09-04 09:00

主要观点总结

本文介绍了COMSOL Multiphysics软件中用于模拟多孔介质和地下水流的物理场接口。文章详细讨论了不同接口的功能和适用场景,包括宏观尺度上模拟微观流动的方法,以及选择适合接口的重要性。文章还通过河岸示例解释了接口的使用方法和选择依据。

关键观点总结

关键观点1: 多孔介质流动模拟的重要性

多孔介质流动模拟在工程领域如农业、化学、土木工程和核工程中具有广泛应用。

关键观点2: COMSOL Multiphysics软件的功能

COMSOL Multiphysics提供了多个物理场接口,用于模拟不同类型的多孔介质流动。

关键观点3: 宏观尺度上模拟多孔介质流动的方法

宏观方法通过忽略孔隙的详细结构,使用孔隙率和渗透率等宏观量来表示多孔介质的特性,从而有效降低计算成本。

关键观点4: 不同流态的物理场接口

文章介绍了自由流动、多孔介质中的快速流动、缓慢流动、可变饱和多孔介质、沿表面的流动以及两相多孔介质流等流态的物理场接口。

关键观点5: 选择物理场接口的依据

正确选择物理场接口是根据具体应用和流动状态来决定的,需要考虑流体的运动状态、多孔介质的特性以及所需的求解方程等因素。


文章预览

模拟地下或其他多孔介质中的流体流动常见于许多工程领域,例如农业、化学、土木工程和核工程等。COMSOL Multiphysics® 软件提供了一套完整的物理场接口,可以帮助工程师和科学家模拟不同类型的多孔介质流动。本文我们将介绍不同的接口,并讨论如何为您的应用选择最适合的接口。 在宏观尺度上模拟微观流动 19 世纪,一位名叫亨利·达西(Henry Darcy)的法国工程师率先对流经多孔介质的流体进行研究。他在使用沙子进行实验时,发现多孔介质中流体的流速与施加在其上的液压力成正比,这就是著名的达西定律。 多孔介质(砖)中的毛细管流动实验。图片来自 Hankwang。通过 Wikimedia Commons 共享,获得 CC BY-SA 许可。 在宏观尺度上模拟多孔介质中的流动,需要对达西定律进行数值求解,包括求解如 Brinkman 方程等扩展方程。虽然可以在微观层面上模拟 ………………………………

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