微流体模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.5 版本为“微流体模块”的用户引入了用于两相流的无弹性非牛顿本构关系,新增了内部滑移壁 特征,两个 特征:两相流,相场 接口中的连续性初始界面,并添加了两个新的优化教学案例。请阅读以下内容,进一步了解这些特征和功能。

无弹性非牛顿本构关系

许多流体都属于非牛顿流体,即应变和应力之间的关系存在非线性。例如,我们可以在玉米淀粉、番茄酱、血液和纸浆的水溶液中观察到非牛顿流体流动特性。现在,“微流体模块”的用户可以使用水平集相场 模型来模拟无弹性非牛顿流体的两相流。

COMSOL Multiphysics 中的“两相流,水平集”多物理场耦合“设置”窗口,其中打开了“域选择”和“流体属性”栏。 “两相流,水平集”多物理场耦合设置 两相流,水平集多物理场耦合节点的“设置”窗口,其中显示无弹性非牛顿本构关系中的“幂律”选项。

内部滑移壁特征

通过忽略流场中薄势垒的厚度,将其视为三维中的内表面或二维中的内部边,可以更有效地对其进行建模。由于黏度和/或热蠕变存在不连续效应,滑移流 接口的用户现在可以使用新的内部滑移壁 特征在内部壁垒的两侧应用滑移条件。

内部安装有黑色倾斜滑移壁的管道模型,其中使用流线将流过管道和壁周围的流体流动进行可视化。 管内的滑移壁 流过管道中安装的倾斜滑移壁(黑色)的流体流动的流线和压力(颜色表)。

“连续性”和“初始界面”对特征

在网格不连续的内部边界上(例如,当两个域彼此相对滑动时),您可以通过应用两个新的 特征之一使相场变量实现连续:连续性初始界面 对。除了加强相场变量的连续性以外,初始界面 对还可用于平滑在相邻域中指定不同相时可能出现的初始不连续。

通道模型,其中显示内部重力波(蓝色)和网格。 内部重力波 由体积力产生的内部重力波作用在通道的下半部分。初始界面对用于使相场变量在装配边界上连续分布,该边界在通道的下半部和上半部分别具有非匹配的四面体和六面体网格。

新的教学案例

5.5 版本新增了两个教学案例。

Tesla 微阀的参数优化

Tesla 微阀模型,显示了对设计进行参数优化后的流动情况。 Tesla 微阀:参数优化 参数优化后,通过 Tesla 微阀的正向(左)和反向(右)流动情况。

“案例库”标题:
tesla_microvalve_parameter_optimization
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Tesla 微阀的形状优化

Tesla 微阀模型,显示了对设计进行形状优化后的流动情况。 Tesla 微阀:形状优化 形状优化后,通过 Tesla 微阀的正向(左)和反向(右)流动情况。

“案例库”标题:
tesla_microvalve_shape_optimization
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