comsol兩流場耦合的邊界條件如何設置?

我最近使用comsol做一個承壓含水層大流量抽水的模型,其中有一條邊界左側由Darcy定律控制,右側為Brinkman方程式控制制,交界處兩流場壓力和流速相等。由於我現在初學comsol,對這種邊界條件在軟體中如何設置還不了解,因此建模屢屢失敗。希望能有大神不吝賜教。


謝謝邀請,首先,我想說,我對你的這個領域不了解,所以我只能夠從我所做過的多場耦合的經驗給你一些建議,希望能幫到你.

  1. 首先要算清楚各個物理場的作用範圍,即在結構的每一個區域,哪些物理場是需要計算的,而哪些是不需要的. 設置好場變數,比如溫度T,電勢y, 或者位移x. 例如流固耦合,流體的場方程在固體中是不需要激活的,所以要去掉,請先檢查這些地方.
  2. 其次,考慮場與場之間的耦合, 在多場區域, 在對應的場方程中增加耦合變數,比如在源項或者係數項中添加耦合變數.這裡需要提到的是,要善於使用函數和變數的設置來簡化問題,可以使查錯更容易,更容易修改.

    尤其要注意場變數和參數以及耦合參數的**單位**!

  3. 場的作用域固定好之後,再考慮這些區域的邊界條件,在相應的邊界上設置好邊界條件. 在交界處,針對不同的場,都要設置相應的邊界條件.

  4. 最後,就是求解器的設置,這一步是比較關鍵的.求解器有分離求解器和全耦合求解器,先嘗試全耦合求解器,如果求解收斂緩慢或者甚至不收斂,那就嘗試使用分離耦合求解器,在求解器裡面設置即可.如果細節不會,可以繼續問我.

  5. 上面是針對使用COMSOL內部的各種物理模塊的建模. 如果需要自己寫場方程的多場耦合問題,可以使用COMSOL裡面的微分方程模塊,這一部分就不細講了,簡言之:
  • 場定義:

    方法1. 幾個場就就定義幾個微分方程;
    方法2. 使用一個多維微分方程求解;
    經過實踐,沒有明顯差別;

  • 微分方程形式的選取,從收斂性和連續性角度: 係數型弱於通式型弱於弱形式

我之前用過幾個月,但是好久沒用了,如果有錯的地方,見諒.

祝好


謝邀,整理數傳比較整理到吐血,陶爺爺的課不好上啊。第一次被要求回答問題,有點激動哈。

剛好我的畢業設計也是這個,Brinkman流場耦合層流流場。目前我知道的有兩種解決辦法(4.3及以上版本應該都可以用):

1、右鍵定義,選擇模型耦合,然後選擇廣義拉伸。然後添加兩個場耦合的邊界即可。

2、在建模的時候選擇自由和多孔介質流動模塊,然後右鍵可以添加多孔介質部分,也就是brinkman場的部分。

前一種耦合方法可能對電腦的要求比較高,後一種方法可能需要多方程的某些部分設置使得成為darcy方程的模式。另外可以在模型庫裡面找一找有沒有brinkman和darcy耦合的例子,在3.3版本的comsol的地球科學裡面是有的,新版本裡面我還沒找到。。

另外有問題可以多交流啊。


a側的邊界上添加壓力大小等於b的壓力,b側的邊界添加速度(法向)等於a的速度(法向)


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