优化各种工业过程
例如,对高级多孔媒体建模的需求跨越许多行业和应用,包括制药和食品工业。多孔介质流量模块有助于农业,化学,民用和核工程师和科学家跨行,分析多孔介质流动并优化其设计和过程。
仿真可用于捕获多孔介质对纳米材料,多孔反应器,电子元件冷却以及大规模岩土应用的施加时对运输过程的影响。188金宝搏优惠COMSOL Multiphysics.®提供一套全面的建模工具,包装成物理界面,它自动设置并解决您正在建模的多孔介质流类型特定的方程式。
多孔介质中的模型质量,动量和能源运输
分析多孔介质流量模块的许多天然和人造系统中发现的复杂多孔介质结构,加载到COMSOL多体学188金宝搏优惠®软件。多孔介质流量模块包括基于Darcy的定律,Brinkman方程和Richards的等式以及裂缝流和自由和多孔介质流动的组合来建模多相流的功能。
对于最逼真和准确的模型,多体验能力包括多孔介质中的非等温流,多组分系统,多孔弹性和水分和化学物质的运输有效性能。
联系Comsol188金宝搏优惠.多孔介质流量模块提供针对多孔介质中的各种过程而定制的专用特征和功能。
达西法律描述了通过完全饱和多孔介质中的空隙的流体运动,其主要由压力梯度驱动,并且由于流体中的剪切应力引起的动量的运输可以忽略不计。这达西的法律界面计算压力,然后通过压力梯度,流体粘度和渗透率确定速度场。这分层达西法律界面可用于模拟流体流过层状多孔介质中的空隙,例如纸板,复合材料或胶合板。
理查兹方程描述了水在部分饱和多孔介质中的运动,占液压性能的变化,因为流体通过多孔介质移动,填充一些孔并排出其他孔。这理查兹方程式接口包括内置流体保留模型,可选择,例如Van Genuchten或Brooks-Corey模型。类似于达西的法律界面,只计算压力。理查兹的等式是非线性的,因为液压特性基于饱和度而变化,这可以使其在没有计算软件的情况下解决问题。
多孔介质内的裂缝通过多孔基质影响流动性质。这骨折流量接口解决3D矩阵内的内部(2D)边界的压力,基于用户定义的孔径。计算的压力自动耦合到描述周围矩阵中的多孔介质流的物理学,节省了围绕裂缝涉及的时间和计算资源的近似。
相位传输的功能可以与之相结合达西的法律用任意数量的阶段模拟多相介质中多相流的界面。用户可以指定多孔介质性质,例如相位之间的相对渗透率和毛细管压力。这些属性在阶段之间传递,具有连接的多体耦合多孔介质中的相运输界面到达西的法律界面。
压实和膨胀可以用专用的物理界面进行模拟,用于多孔基质的达西定律的瞬态配方与多孔基质的线性弹性材料模型相结合。流体流动影响多孔介质的可压缩性,而体积菌株的变化又影响动量,材料和热传输。雇用这些效果,Poroelasticity.多体界面包括应力张量的表达,作为体积应变的函数和生物卷发系数。
还有一个Poro弹性,分层壳多体界面,使多层域(纸板,复合材料等)建模每层具有不同的材料属性。
这188金宝搏优惠COMSOL Multiphysics.®仿真软件包含直观的功能,用于通过对流,扩散,分散,吸附和任意数量的化学物质的对流,扩散,分散,吸附和挥发来定义稀释溶液或混合物中的材料传输。这些通过将多孔介质流量模块与其组合来容易地连接到可逆,不可逆转和平衡反应动力学的定义化学反应工程模块。通过多孔介质流量模块,您能够将这种功能扩展到多孔介质和裂缝。
Brinkman方程占多孔介质中的快速移动流体,其具有来自流体速度,压力和传动流动的动力学电位。Brinkman方程界面概括了Darcy的定律,通过粘性剪切计算动能的耗散,类似于Navier-Stokes方程。
达西的法律和Brinkman对Darcy的法律的纠正只适用于毛孔的间隙足够低,以至于爬行流量近似。对于较高的间隙速度,可以在动量方程中包括额外的非线性校正。这达西的法律和Brinkman方程式接口包括渗透性模型的非Darcian选项,Forchheimer和Ergun模型Brinkman方程式界面,以及Forchheimer,Ergun,Burke-Plummer和Klinkenberg模型达西的法律和多相流动在多孔介质中接口。
多孔介质中的热传递通过传导,对流和分散而发生。分散体是由多孔介质中液体的曲折路径引起的,如果仅考虑平均对流术语,则不会描述。在许多情况下,固相可以由具有不同导电性的多种材料组成,并且还可以存在多种不同的流体。这多孔介质中的热传递界面自动占这些因素的账户,并提供混合规则,用于计算有效的传热特性。
为了模拟本地热非预测,您可以使用内置技术,该技术耦合用于流体和多孔基质温度场的单独方程,以解释孔中流体固体界面处的传热。
纸张,木材和其他多孔材料的热和水分管理对建筑部件和消费者包装的设计至关重要。这热水和水分流动多体界面用于模拟传热和水分运输,其中流体性质可能取决于蒸汽浓度。
此外,还有工具来分析表面上的水冷凝和蒸发,以及用于分析热量和水分储存,潜热效果的专用特征,以及潜水效果以及水分的扩散。
为了最大限度地,多孔介质流量模块包括在自由介质和多孔介质中模拟流动的能力。在相对较低的雷诺数数字中建模瞬态和稳定流量是可能的层流和爬行流程接口。流体粘度可以取决于局部组合物和温度,或与流体流动建模的任何其他领域。
每个企业和每一个模拟需求都不同。
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