CFD模块更新

对于CFD模块的用户,comsol多物理学®版本5.3a包括一个新的可实现的K-ε湍流模型,浮力诱导的湍流以及完全开发的湍流的入口边界条件。浏览下面的这些和更多CFD模块更新。

新的可实现的K-ε湍流模型接口

新的湍流,可实现的K-ε界面为您的湍流模型库增加了流行的湍流模型。大多数湍流模型都包括可实现的限制,以确保湍流正常应力的非负性,施瓦茨在任何波动数量之间的不平等,并限制湍流的产生。然而,新的可实现的K-ε湍流模型通过允许湍流传输方程中的系数随着平均流量变形速率以及K和ε的变化而采用可实现性。这导致对限制状态的更平滑,更加物理的方法。

可实现的K-ε湍流模型的演示,新的,具有COMSOL多物理5.3a。 湍流以直接角度与一个脸部的一个角度撞击立方体。可实现的K-ε湍流模型可防止应变方向上的湍流能量成分,从而假设由于快速平均应变而产生负值。 湍流以直接角度与一个脸部的一个角度撞击立方体。可实现的K-ε湍流模型可防止应变方向上的湍流能量成分,从而假设由于快速平均应变而产生负值。

现在可用于旋转机械的所有湍流模型

当与旋转机械串联使用时,新版本的CFD模块包含所有湍流模型的现成配方。这使得用旋转机械模型的湍流模拟以前必须在旋转框架中手动定义的任何湍流模型对湍流进行建模。

离心泵模型。 以新的湍流模型和旋转机械组合建模的离心泵的模型。 以新的湍流模型和旋转机械组合建模的离心泵的模型。

现在可用于混合模型和气泡流界面的所有湍流模型

气泡流动混合模型现在,界面包括所有湍流模型以及自动壁处理,除了固有的基于壁法的K-ε和可实现的K-ε公式外。此外,还可以使用内壁边界条件,从而可以治疗叶轮,转子,挡板,鳍片等,而无需啮合薄壁。

湍流流动的基准模型,还利用气泡诱导的湍流。动画显示了气泡的音量分数,并从下面显示视图。

浮力引起的湍流

浮力在大部分流体中引入了一种体积力,可能会自然引起不稳定性。最终,流动中的这些不稳定性变得混乱,导致湍流发作。这重力用于在CFD模块中建模浮力的功能现在包括通过选择相应的复选框来计算浮力诱导的湍流的选项。然后,可以自动定义对湍流的贡献非等热流多物理耦合或从用户定义的湍流schmidt编号。

进气边界条件,用于完全发育的湍流

进口完全开发的湍流的边界条件可在入口横截面处的速度曲线和湍流变量值,假设上游上游具有一定的长度并且流动完全开发。在以前的comsol版本中®软件,对横截面速度曲线的不错估计将需要建模通道的一个很长的入口部分。新的边界条件提供了非常准确的入口轮廓,而无需额外的几何形状,因此可以减少计算资源。

建模完全开发的湍流的示例。 使用完全开发的湍流入口条件对带有星形横截面的喷嘴的入口进行建模。 使用完全开发的湍流入口条件对带有星形横截面的喷嘴的入口进行建模。

新边界条件:流入

新的流入边界条件应用了来自虚拟域的热量流入,该域已被排除在模型中以简化分析,并在已知的上游条件下。在入口处应用,您以前将在此应用温度边界条件,流入条件解释了上游现象的温度和压力。此外,它不会限制入口相邻边缘(或2D中的点)处的温度,而是分配了与上游条件一致的热通量。总体而言,这导致了更准确和更现实的物理模型。应用程序库中的所有适用模型均已更新,以利用此边界条件。

使用移动网格进行修改的旋转机械接口

旋转机械,流体流动通过分开来改善接口旋转域流体流体物理学的节点。添加这些接口之一时,添加单相流界面以及旋转域节点下定义>移动网格。通过这种分离,您现在可以将任何流体流界面与旋转机械结合在一起。即使具有这种提高的灵活性,在旋转机械和单独的移动网格中定义流体流量也与以前版本的comsol Multiphysics一样容易®。移动网格控制模型中的空间框架,并可能应用于域旋转的模型中的所有物理界面。例如,这简化了搅拌机和搅拌反应器中的流体流与化学物种转运的组合。

轻轻混合液体溶液的教程模型利用了层流的新旋转机械界面。旋转机械界面也可用于所有湍流模型,用于更剧烈的搅拌搅拌机和储罐反应器。

支持所有湍流模型的新流体结构互动接口

一个新流体结构相互作用多物理耦合已替换了comsol先前版本中使用的接口®软件。新的耦合与现代风格相匹配,许多单物理接口和多物理节点可以将它们搭配在一起。通过这种方法,组成物理界面中的所有功能都可以用于流体结构相互作用(FSI)建模。在结构方面,现在有许多其他边界条件和材料模型用于FSI分析。例如,刚性结构域,压电和非线性弹性材料模型。在流体侧,所有湍流模型现在都可以使用以及许多新的边界条件。添加一个流体结构相互作用来自模型向导的接口,您将获得一个固体力学接口,层流接口,流体结构相互作用多物理耦合节点和一个移动网格节点在定义部分。应用程序库中的所有流体结构交互模型均已更新,以包括此新的耦合功能。

跑车机翼的模型,该模型受到湍流的影响。 跑车机翼的压力(颜色表)和变形(在表面上夸大了50倍),在测试台上受到200 km/h(125 mph)的湍流(流线)的影响。该模型是使用新物理接口中的单向流体结构相互作用来定义的。 跑车机翼的压力(颜色表)和变形(在表面上夸大了50倍),在测试台上受到200 km/h(125 mph)的湍流(流线)的影响。该模型是使用新物理接口中的单向流体结构相互作用来定义的。

大大改善了与时间有关的问题的稳定性和稳定性

已修改了时间相关问题的求解器策略,从而导致更平滑,更强大的解决方案过程,该过程的速度更快高达50%,而不会失去任何准确性。

围绕球体的流动模型。 围绕球体流动的时间依赖模型,在下游创建了一个Karman Vortex街,在Comsol Multiphysics中更快地解决了®版本5.3a。 围绕球体流动的时间依赖模型,在下游创建了一个Karman Vortex街,在Comsol Multiphysics中更快地解决了®版本5.3a。

修改免费的多孔媒体流界面

带有新版本的自由和多孔媒体流界面,您可以将层流或湍流的自由流与多孔介质流相结合。该界面与用于多孔电极建模的电化学接口的耦合保持独特。

Kozeny-Carman渗透率模型

Kozeny-Carman通透性模型,可用于达西的律法comsol多物理的接口®版本5.3a,允许您估计颗粒介质从孔隙和颗粒直径中的渗透性。

两相达西界面中的薄屏障功能

两阶段达西定律现在可以使用界面来定义内部边界上的可渗透墙。这些内部边界用于表示薄的低渗透率结构。这较薄的障碍功能避免了昂贵的薄建筑物的昂贵网格,例如土工布或穿孔板。另外,内壁的渗透性可以是各向同性或各向异性的。

新教程模型:氢化环节中的流动

Comsol多物理学的最后一个版本中引入的V2-F湍流模型®非常适合于氢旋球的建模,可提供高度准确的结果。因此,我们包括此教程模型,以帮助您在自己的设计中实现这种湍流模型。结果表明,氢环酮的速度场和压降,这两者都与科学文献非常吻合。

氢囊性教程模型中流的图。 氢囊性的流动和颗粒轨迹。较轻的颗粒被夹在流中,并跟随主流向上到上插座。由于离心力,较重的颗粒被径向向外排出,并与一小部分流经下部出口的流程一起退出。 氢囊性的流动和颗粒轨迹。较轻的颗粒被夹在流中,并跟随主流向上到上插座。由于离心力,较重的颗粒被径向向外排出,并与一小部分流经下部出口的流程一起退出。

应用程序库路径:
CFD_MODULE/SINLE-PHASE_TUTOILS/HYDROCYCLONE

新教程模型:具有放牧背景流的声学衬里

该模型演示了如何使用放牧流的声学衬里的声学特性。衬里由八个具有较薄缝隙的谐振器组成,背景放牧流量为MACH NUMBER 0.3。计算上衬里上方的声压水平,可以将其与已发表的研究论文的结果进行比较。该模型首先使用CFD模块中可用的SST湍流模型计算流量。然后使用线性化的Navier-Stokes,频域声学模块的接口。

请注意,运行此模型需要CFD模块。

声速作为平面波的波动在衬里的前四个谐振器上方传播。颜色图显示了速度幅度,箭头显示速度向量。在衬里表面的孔附近,流量声学相互作用会产生涡度。


应用库链接:
具有放牧背景流的声学衬里

新教程模型:科里奥利流量计

Coriolis流量计,也称为质量流量计或惯性流量计,用于测量通过其传播的流体的质量流量。它利用了通过振荡管的流体惯性导致管子与质量流速成比例的扭曲。通常,也可以使用该设备评估密度,从而进行体积流速。

该模型显示了如何用弯曲几何形状模拟通用的科里奥利流量计。当流体穿过弹性结构(弯曲的管道)时,它与振动时的管道运动相互作用。导管上两个点的变形之间的相差是由科里奥利效应引起的,可用于评估通过系统的质量流量。

该模型使用线性化的Navier-Stokes,频域接口耦合到固体力学使用内置的多物理耦合接口。背景平均流是使用湍流,SST界面。这样,可以在频域中有效地对流体结构相互作用(FSI)进行有效建模。

Coriolis流量计管的运动,用于三个质量流速。流量计以结构的固有频率驱动。变形振幅和相位被夸大以进行可视化。随着流速的增加,相位差,上游和下游增加。

应用库链接:
科里奥利流量计:频域中的FSI模拟