联系我们
课程附件资料 下载

课程简介

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。
课程介绍
课程目录(8)
课程评论(13)


=================================
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。
=================================

hsx
整个模型的相变率随时间的变化一维绘图组怎么画 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:可以在定义中设置探针,输入你想要的表达式即可。你所谓的相变率可以用液态水的饱和度的变化率来表示。
    2023-12-29
2023-12-28
Zh**********16
请问在Comsol求解日志中,res,jac,sol,order,Tfail,NLfail,LinErr,LinRes分别代表什么意思,谢谢告知。 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:(1)res: residuals,残差,表示当前解与实际方程的差异。在迭代求解中,残差的减小是收敛的一个指标。当残差足够小时,可以认为找到了一个满足方程的解。 (2)jac: Jacobian matrix,雅可比矩阵,表示方程中各个变量之间的偏导数关系。雅可比矩阵的计算在求解非线性方程组时经常会用到。
    2023-10-19
  • 岩土新君:(3)sol: solution,解,表示当前迭代步骤得到的解。 (4)order: order of convergence,收敛阶数,表示每一步迭代中解的精度提高的速度。通常在迭代过程中,解的精度随着迭代次数的增加而提高,收敛阶数描述了这种提高的速度。
    2023-10-19
  • 岩土新君:(5)Tfail: convergence failure in nonlinear iterations,非线性迭代中的收敛失败次数。非线性求解器在某些情况下可能无法收敛到一个满意的解,Tfail表示在迭代过程中出现了多少次这样的失败。 (6)NLfail: total number of nonlinear iterations,总的非线性迭代次数。非线性求解通常需要多次迭代才能找到一个满足要求的解,NLfail表示总共进行了多少次这样的迭代。
    2023-10-19
  • 岩土新君:(7)LinErr: linear solver error,线性求解器的误差。在线性求解过程中可能会出现误差,该标志用于表示这种误差的程度。 (8)LinRes: linear solver residual,线性求解器的残差。表示线性方程组的解与实际方程的差异,类似于非线性求解中的残差,用于判断线性方程组的解是否足够精确。
    2023-10-19
2023-10-19
中科****
岩土新君专业知识面很广,受益匪浅! 请问这个模型跟两外两个热湿模型C-14和C-16主要区别在哪呢?谢谢解答 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:区别还是比较大的。(1)c-14和c-16是直接采用的COMSOL自带的热湿流动多场耦合接口,而这个模型是基于文献给出的控制方程,嵌入到COMSOL偏微分方程中的。(2)那两个模型以相对湿度作为水分场的主控变量,而这个模型是以传统的孔压作为主变量。(3)那两个模型水和蒸汽是分开计算的,这个是混合计算的。(4)c-16是高温流体注入,低温流出,这个模型是低温注入,高温流出。(5)这个模型对高温汽化(相变)过程考虑得更具体些。那两个模型主要考虑温度对相对湿度的影响。应当来说是从不同的角度去考虑汽化过程。
    2023-09-09
2023-09-09
Mi***23
汽化有哪些主控因素呢? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:仔细看视频,其实有讲到。汽化的过程与程度,主控条件包括:底部的热通量,左边界的恒定温度,左边界的低温液态水注入速率。右边界一般都是开放边界,所以不用调整。
    2023-09-07
2023-09-07
光源****
大神,膜拜!刚刚快速看了一下,还没看完,感觉很高大上,后面专门抽时间仔细学习,有问题再专门请教您哈。 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:感谢支持,相关问题我们可以在微信上进行一步探讨交流。
    2023-09-06
2023-09-06
C-19:加热条件下的多孔介质两相流与相变(汽化)经典模型
播放次数:607
¥199.00
可用限时积分: 0

折合: 0

可用总积分: 0

折合: 0

收藏
分享
岩土新君

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

相关课程推荐
C-01:Comsol岩土初学者入门视频教程

1、零基础入门多物理场耦合软件Comsol。 2、详细讲解各接口及其设置方法。 3、通过3个案例step by step完整建模教学。 4、详细讲解结果可视化技术。

C-10:Comsol气-液两相流数值建模

基于Comsol,构建多孔介质气-液两相渗流模型。课程主要内容包括:两相渗流物理模型介绍;两相渗流控制方程讲解;Comsol两相渗流建模;结果可视化;模型重难点问题总结;StepbyStep一步步操作演示建模过程。

A-15:Abaqus基坑分层开挖与支护桩+预应力锚索+内支撑

1、模拟基坑分层开挖与支护。 2、支护措施包括:支护桩+预应力锚索+内支撑。 3、使用降温法施加预应力。 4、包含复杂的相互作用:桩与土,锚索与桩,锚索与土,内支撑与桩。 5、step by step全程录屏操作,可跟做。 6、对模型常见的问题做了讨论。

C-18:深部咸水层封存二氧化碳-高压气液两相流

本期视频课程与模型有如下特点: 1、针对深部含水层储存CO2的工程问题。 2、基于多孔介质两相流驱替理论。 3、考虑质量守恒、达西定律、非饱和渗流相关理论。 4、含水层处于高压饱水状态。 5、采用Comsol自带的多物理场耦合接口。 6、文献解读+控制方程+模型详解+操作演示+总结探讨。

A-19:基于Abaqus扩展有限元的水力压裂模型——Cohesive准则与VCCT准则

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。

Z-01:太沙基饱和土固结理论-解析解-数值解-Matlab-Comsol-Abaqus-巅峰对决

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。

C-16:多孔介质管道高温蒸汽流动模型——热湿(热-液-气)耦合

本视频课程及模型的特点:1、多孔介质内热-液-气耦合;2、多孔介质气液两相流及相变转化;3、考虑高温高压气体的注入与流出;4、传热接口+水分传输接口+Brinkman方程接口,相互耦合;5、控制方程详解+接口设置详解;6、Step by step操作建模演示。

A-18:Abaqus基坑分层降水-开挖-支护与变形控制

该模型或视频课程有如下特点: (1)基坑分层开挖;(2)地下连续墙支护;(3)管井抽水分层降水;(4)非饱和渗流应力耦合;(5)接触、渗流、塑性耦合条件下的收敛控制;(6)操作建模全程录制,可跟做。

C-13:Comsol三轴裂隙岩体渗流应力耦合

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。

A-01:Abaqus-岩土零基础入门之边坡稳定性计算

1、本次课程视频主要针对岩土专业的Abaqus初学者,从零基础开始,通过一步一步操作讲解,实现零基础建模,最终掌握Abaqus的精髓。 2、本次课程以强度折减法计算边坡稳定性为例,详细地给大家演示如何从CAD几何模型导入,到Abaqus中建模,计算,以及对结果的解读,后处理,结果输出等。