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各位朋友,大家好!本期视频课程的主题是:加热条件下的多孔介质两相流与相变(汽化)经典模型。首先说说这个模型的特色:(1)它描述的是多孔介质两相流;(2)通过加热使液态水汽化,形成两相流;(3)以两相混合状态描述流体流动,但各相态之间能够区分开;(4)能够描述流体流动与相变过程中系统热量的变化;(5)以PDE建模为主。实际上这个模型属于多孔介质领域的经典模型,能够应用到各行各业。本次也是在经典SCI文献基础上推出的这款模型。
该模型几何上呈矩形,长0.1m,高0.02m,域内为多孔介质,初始温度为22℃,初始孔压为零。顶部边界隔热、防渗,底部在0.04-0.06m范围内给定热通量,100 kw/m^2,向内加热。模型左侧边界持续注入液态水,注入速率为0.2mm/s,同时,施加22℃的恒温边界。模型右侧边界为开放边界,流体和热量自由流出。采用瞬态计算,持续1000s,计算域内液态水的汽化过程,气液两相流过程,液态水饱和度变化,以及域内温度的变化。
两相流体流动采用混合模型,通过质量守恒方程并结合达西定律,控制两相流动。同时考虑非饱和渗流。关于控制热量场的能量方程,采用焓H作为方程的主控变量,而非温度T。因为在水汽相变过程中,当热量达到沸点,又不是特别高的时候,随着热量的增加,温度是保持沸点温度不变的。因此以单位体积焓H作为主变量。考虑了热对流和热扩散过程,其中热对流受流体流动的影响。
另外,这个模型非常关键且复杂的是温度T和饱和度s与焓H之间的关系。这里需要针对水的状态进行分阶段建立函数关系。这里面分了三个阶段:(1)液态水阶段;(2)水汽混合阶段;(3)完全汽化阶段。热量在这三个阶段中逐级递增。
还需要说明一点的是,这个模型假设固体、液体、气体处于热平衡状态,也即T=Ts=Tl=Tv。当然,这个模型目前来说,还存在一些局限性,主要体现在第三阶段的完全汽化过程。从目前的模拟结果来看,比较难实现完全汽化现象。当然,我们也在一直针对这个问题,持续研究与优化。
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学历:博士
研究方向:岩土多物理场耦合;岩土多孔/裂隙渗流;滑坡动力学;岩土工程支护
本视频课程简介: (1)基于Abaqus的扩展有限元(XFEM),构建水力压裂模型。 (2)在XFEM框架下,创建基于Cohesive准则的水力压裂模型。 (3)在XFEM框架下,创建基于VCCT准则的水力压裂模型。 (4)预制初始短裂缝,在流体压力条件下裂缝扩展。 (5)含step by step操作建模,可跟做。
1、三轴应力状态下的含裂隙岩体渗流应力耦合。 2、双重介质(裂隙+孔隙)渗流应力耦合。 3、考虑裂隙法向应力对其渗透性的影响(Louis经验公式)。 4、逐级增大围压,裂隙渗透性的变化。 5、视频课程包括step by step建模操作,可跟做建模。
1、对太沙基一维饱和土固结理论的推导做了详细讲解。 2、在Matlab中求解饱和土固结模型的解析解。 3、在Comsol中求解了饱和土固结模型的数值解。 4、在Abaqus中求解了饱和土固结模型的数值解。 5、将Matlab、Comsol、Abaqus中的数据结果汇总到Origin中作图对比。 6、浅谈饱和土固结理论在Matlab、Comsol、Abaqus中实现的优缺点,以及软件本身使用的一点感受。 7、建模step by step操作演示,可跟做。
该视频课程主要讲解基于相场法的水力压裂理论,以及如何在Comsol中构建相应的数值模型。课程主要内容包括:(1)相场法水力压裂基础理论及控制方程精讲,结合经典SCI文献;(2)在Comsol中构建相场法水力压裂数值模型;(3)考虑了不同应力边界条件,复现SCI模型;(4)Step by Step全程操作演示,可跟做。
对于多层土体模型,土体与结构物相互作用模型,考虑流固耦合模型,在做地应力平衡过程中,往往会出现导入文件数据无法识别的报错问题。本视频课程针对最复杂情况,采用文本数据导入导出的方法,将稳态模型就散的应力和孔压导出,然后进行数据格式简单处理,导入到瞬态模型作为初始条件,进行瞬态计算。学会该视频讲解的方法,以后做类似模型永远不可能再出现导入文件报错的问题了。
(1)在Comsol中实现非饱和土边坡降雨渗流-应力-变形耦合 (2)实现利用强度折减法计算降雨后的边坡稳定系数 (3)在Comsol中自主编辑公式实现耦合建模 (4)掌握固体力学与渗流力学原理
1、在Comsol中建立了土石坝渗流稳定性模型; 2、该模型考虑库水位升降条件; 3、考虑土石坝非饱和渗流-应力-变形耦合; 4、利用强度折减法计算库水位升降过程中,土石坝的稳定性; 5、结果中可查看有效应力变化、孔压变化、饱和度变化、位移变化、塑性应变变化、稳定系数变化等; 6、附模型源文件。
模型特点: 1、流体流动+传热+相变。 2、多孔介质混合两相流。 3、加热产生相变(汽化)。 4、以焓作为能量方程主变量而非温度。 5、考虑水在不同状态下的热量变化。 6、以PDE建模为主。 课程特点: 文献解读+控制方程+模型详解+操作建模。
模型特点: 1、VG非饱和渗流。 2、土柱降雨入渗。 3、入渗边界为流量-压力自由转换。 4、自由渗出边界与压力成正比。 课程特点:文献解读+控制方程+模型详解+操作建模。
该视频课程详细讲解了降雨条件下,岩土边坡的渗流稳定数值建模计算问题。该模型的核心问题主要包括:①饱和-非饱和渗流问题;②渗流-应力-位移耦合问题;③初始应力场和初始孔隙水压力场的设置问题。通过该视频课程的讲解,让您能够彻底掌握降雨边坡的渗流稳定性分析。
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