管道流模块更新


COMSOL Multiphysics® 6.4 版本为“管道流模块”的用户推出了用于模拟流量控制和限流的新特征,并扩展了管网中浓度分布的仿真能力,同时支持连接管道系统与体积域。欢迎阅读以下内容,进一步了解这些更新。

基于孔口、控制阀和三通阀的流量调节仿真

管道流 接口中新增了三个特征,使管网建模更加灵活。孔口 特征可捕捉锐边开口和圆角开口处的压降,从而精确表征限流情况。控制阀 特征支持通过损耗系数或行业标准流量系数(Cv 或 Kv)来模拟可调阀。三通阀 特征支持在三管连接的网络中对流体进行混合或分流,并可通过损耗系数或 Cv/Kv 值进行参数化。这些阀特征可以模拟具有不同开度特性的可调阀,从而可表征各种阀类型。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“管道流”节点,并显示其对应的“设置”窗口;以及两个“图形”窗口。
包含孔口、控制阀和三通阀的管网几何结构。结果显示了整个管网中的速度分布。

新增“连接点”和“开口管端”特征

管网中浓度分布的仿真能力通过两个新特征得到了扩展。连接点 节点可以捕捉具有三个或更多连接管的管件处的质量传递。开口管端 节点可将管与外部系统(如储罐或水库)相连,并可指定浓度。这两个特征均支持可逆流动,可基于流动方向自动调整边界条件,从而实现更真实、更灵活的仿真。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“连接点”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示连接点系统。
三通阀在三个周期内交替引导流体向左和向右流动的管网示例。底部管道包含化学反应。绘图显示了摩尔流率和速度分布。

“管接头,稀物质”耦合

借助全新的管接头,稀物质 多物理场耦合,用户现在可以更轻松地将管道系统与体积域连接起来。该耦合将使用管道中的稀物质 接口建模的一维管段与使用稀物质传递 接口建模的体积域无缝衔接,不仅能够精确表征跨边界的质量传递,还支持可逆流动,能够基于流动方向自动调整边界条件。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“管接头,稀物质”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示水处理池模型。
水池中的湍流反应流将流体流动与稀物质传递相耦合。通过 管接头管接头,稀物质特征,可以将水池连接到管网,能够分析水池内部性能及其与上游管道系统的相互作用。

更新的教学案例

COMSOL Multiphysics® 6.4 版本为“管道流模块”更新了一个教学案例。