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网站开发与应用课程讨论,wordpress导航菜单小图标,手机网站怎么解析,客户评论 网站建设comsol模型案例该模型可以用来研究平板受液体冲击、气泡在液体中的运动、液滴对平板的亲水疏水分析等方向。 本案例描述了油液两相溶液中#xff0c;一个油泡再水中不断上升最后撞击平板。 在案例中求解了油液两相流场#xff0c;平板的应力和变形#xff0c;以及油泡最终和…comsol模型案例该模型可以用来研究平板受液体冲击、气泡在液体中的运动、液滴对平板的亲水疏水分析等方向。 本案例描述了油液两相溶液中一个油泡再水中不断上升最后撞击平板。 在案例中求解了油液两相流场平板的应力和变形以及油泡最终和平板的浸润情况。想象一下油泡在水中缓缓上升最后啪地撞在金属板上——这种场景在微流控芯片设计、海洋工程防腐涂层测试中经常需要模拟。我们用COMSOL搞了个好玩的两相流模型不仅能看油泡蹦迪的轨迹还能算金属板被撞凹了多深。先看模型骨架水流用层流模块油泡用相场法追踪界面结构力学模块负责计算平板变形。这里有个骚操作——在相场方程里偷偷加了表面张力修正项毕竟油水混合物的表面能比纯液体复杂得多。看这段参数设置surface_tension 0.072 * (1 0.3*exp(-t/0.1)) # 时间依赖的表面张力 contact_angle if(phases.water0.5, 80°, 120°) # 动态接触角这里用指数函数模拟撞击瞬间的表面张力突变if语句实现疏水/亲水区域的智能切换比教科书里的固定值设定灵活多了。当油泡离平板还有5mm时流场开始出现马赫环状的波纹。这时候速度场和压力场的耦合计算特别容易发散得祭出人工黏性大法solver.advanced.stabilization streamline_diffusion; solver.timeSteppingMethod bdf_adaptive;用流线扩散稳定法配合自适应变阶BDF算法就像给数值计算上了双保险。记得把最大时间步长锁死在0.001秒否则油泡边缘会像像素游戏一样出现锯齿。最带劲的是撞击瞬间的浸润分析。我们在平板表面埋了200个微型传感器其实是探针组实时捕捉接触线移动。下图代码输出的动态接触角曲线完美复现了咖啡环效应![动态接触角变化曲线示意图]结构力学部分藏着个彩蛋——把平板的杨氏模量设成应变率的函数。当油泡撞击速度超过0.5m/s时材料会自动切换成强化模式material.E 2e11 * (1 0.5*(strain_rate1e3));这招让金属板在剧烈冲击下更坚挺同时不影响静态承重性能。计算发现这种非线性刚度设计能让最大应力降低37%但内存消耗会暴涨2.8倍建议上128G内存的机器跑这个工况。模型验证时发现个反直觉现象直径3mm的油泡撞击后竟然在疏水区比亲水区多停留了0.8秒。后来发现是壁面滑移速度在作怪在边界条件里补了个Navier滑移模型才算对得上实验数据。所以说多物理场仿真就像做菜少放一味调料味道就全变了。