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[案例学习] COMSOL多物理场耦合计算方法建议!

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  • TA的每日心情
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    5 天前
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    发表于 2016-12-12 09:01:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
    许多朋友刚开始进行多场耦合仿真,总是急于求成,希望可以建完就能算,这是不现实的!对于多物理场耦合较强的模型,不要建完模型就去计算,这样出错是必然的。
    多场耦合模型:
    首先,要清楚物理量之间的关系,也就是要弄明白所有控制方程之间的关系,哪些物理量是耦合在一起的,是通过方程耦合的,还是通过材料属性耦合的。
    其次,建完几何模型,可以先建立单个场的模型,然后选定好条件进行计算(如果有参数来自其他场,可以先选定一个预估值作为初始值),如果可以走通,再增加第二个物理场,并注意两场之间的耦合关系。依此类推,逐步增加物理场。
    最后,要知道COMSOL并非无所不能,对于特别复杂的问题,可以分步解耦求解。
    所谓分步求解
    1.可以是同时求解然后利用分离求解器解耦变量。
    2.也可以选择多个计算步骤,分别利用不同求解器进行求解,后计算步采用前计算步的解作为初始条件。
    3.对于模型中存在稳态的场,如果它是与其他场单项耦合的,也就是说其他场只是用它的值而不给他提供参数,比如背景磁场,静电场等。那么就可以先求解单场,其他场直接数值它的结果值即可(变量名)。

    流场,温度场,低温等离子体

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    发表于 2017-1-8 10:35:16 | 显示全部楼层
    结合我做过的流固耦合案例,楼主的123步可以这样解读:
    首先,我求解的物理场有两个:温度场和流场,分别对应能量方程和NS方程,能量方程中的温度会影响NS方程中的材料属性,也就是通过材料属性耦合;NS方程的速度会传递到能量方程中,也就是通过方程耦合。
    其次,从简化的单场分析模型开始,比如我可以将流固界面设置为理想的20degC(与水流入口温度相等),检验温度场是否可以算通。如果温度场通了以后,再采用分步求解的方法添加流场。
    最后,我想说说分步求解
    1、先算温度场再算流场的分步求解其实就是仅考虑温度场对流场的单向耦合。我的模型这样处理是合理的,因为水流进出口温度变化不大,温度主要影响的是流体的粘度,那么我就可以将水的物性看作常数不随温度而变化。
    2、作为建模的一般过程,我们也要从较低的非线性开始求解,分步求解可以极大减小求解的自由度并降低模型非线性程度。比如,NS方程需要求解速度和压力,需要注意的是速度是矢量,也就是说NS方程需要求解4个变量,而能量方程虽然仅求解一个变量T,但它方程及其复杂需要求解的参数非常多。如果一开始就直接用双向耦合,两个方程会互相迭代,解的自由度会非常多。建议从分布迭代求解开始,算通以后再进行两场的耦合步
    3、分步求解有两种方式:一个是添加两个study,study2中继承study1中的解,按照需要自己选择继承求解的还是不求解的变量,当然为了保险起见,我们可以将求解的和不求解的都继承;第二个是在同一个study下面添加两个step,step2自动继承step1的结果。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2017-8-25 10:42
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    发表于 2016-12-12 10:42:59 | 显示全部楼层
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  • TA的每日心情
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    发表于 2016-12-12 10:49:11 | 显示全部楼层
    :lol顶顶 顶顶
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  • TA的每日心情
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    发表于 2016-12-12 14:22:05 | 显示全部楼层
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    发表于 2016-12-12 21:13:30 | 显示全部楼层
    你好如何把前一个计算的结果当做后一个计算的初始条件
  • TA的每日心情
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     楼主 发表于 2016-12-12 22:03:06 | 显示全部楼层
    Dragon 发表于 2016-12-12 21:13
    你好如何把前一个计算的结果当做后一个计算的初始条件



    选择你的求解器,在设置里面找到因变量值,根据你这个研究步骤与前一个研究步骤的关系,选择求解变量还是不求解变量,然后选择用户控制。方法中选择解,研究里面选择之前的研究。


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    发表于 2016-12-13 08:45:01 | 显示全部楼层
    很实用的分析,顶顶顶:lol

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    发表于 2016-12-13 16:41:14 | 显示全部楼层
    bfadlzt 发表于 2016-12-12 22:03
    选择你的求解器,在设置里面找到因变量值,根据你这个研究步骤与前一个研究步骤的关系,选择求解变量还 ...

    谢谢楼主

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    发表于 2016-12-13 21:42:58 | 显示全部楼层
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  • TA的每日心情
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    发表于 2016-12-23 10:25:32 | 显示全部楼层
    您好,如何实现后计算步采用前计算步的解作为初始条件?

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