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[案例学习] 多物理场耦合PDE例子

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  • TA的每日心情
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    [LV.7]常住居民III

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    发表于 2017-3-9 13:09:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
    模型说明
    电场和温度场耦合,电场产生焦耳热,通过把铜的电导率设置成温度的函数,温度场反过来影响电势分布。

    几何模型如上,具体建模尺寸如下:





    内置模块
    Heat Transfer->Electromagnetic Heating->Joule Heating,这样会自动添加两个物理接口:Electric Currents和Heat Transfer in Solids,自动创建全耦合物理模型。
    Current Conservation 1中铜的电导率设置成温度的函数:


    材料都设为铜,参数取自材料本身。
    表面热通量设置如下:

    设置电压、接地:

    分别选择两个圆形面,设置电压为0.01V
    求解的温度表面:

    内置模块2
    也可以单独添加Electric Currents和Heat Transfer in Solids两个物理接口,但需要添加耦合设置:

    因为没有用到边界热源,故没有添加边界热源的耦合项。
    PDE方式
    添加Mathematics->PDEInterfaces->General Form PDE,稳态
    设置变量及变量单位、源项单位:

    这里设置了两个变量,分别是V和T。由于V和T的单位不一样,这里干脆把单位去掉,设置成了无量纲,以免建模输入表达式时由于量纲不对而显示黄色警告。
    电场控制方程为:


    温度场的控制方程为:
    由此,我们得到了耦合方程:
    几何参数模型跟上面一样,只是注意,因为模型是无量纲的,为了保持单位统一,上面几何单位是mm,因此这里的尺寸要乘上1e-3。
    在General Form PDE 1的设置里输入如下:
    其它系数都设为零
    其中,电导率的函数是自定义的,通过添加解析函数设置:


    另外一个表面热通量的函数:
    这里写hh而不写h是为了避免软件内置变量冲突。
    所有参数设置如下:


    由于我们的模型是没有量纲的,参数的单位写不写都无所谓。
    电压设置,通过添加两个Dirichlet边界条件设置:


    分别设置电压为0和0.01
    热通量通过设置Flux/Source边界条件添加,选择所有外表面:

    至此,PDE方式建的耦合多物理场模型就完成了,计算结果与用COMSOL内置模块是一样的。

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  • TA的每日心情
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     楼主 发表于 2017-3-9 13:35:43 | 显示全部楼层
    模型文件,v5.2a建立的

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    发表于 2017-3-9 13:38:57 | 显示全部楼层
    感谢大神分享!:loveliness:
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  • TA的每日心情
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    发表于 2017-3-9 13:58:40 | 显示全部楼层
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  • TA的每日心情
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    发表于 2017-3-9 17:50:57 | 显示全部楼层
    谢谢楼主分享
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    发表于 2017-3-9 19:07:53 | 显示全部楼层
    dazan
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  • TA的每日心情
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    发表于 2017-3-9 19:37:09 | 显示全部楼层
    谢谢楼主无私分享
  • TA的每日心情
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    发表于 2017-3-9 19:59:03 | 显示全部楼层
    5.2版本COMSOL居然打不开,难道consol版本兼容性这么差

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    发表于 2017-3-9 23:58:38 | 显示全部楼层
    daydayup 发表于 2017-3-9 19:59
    5.2版本COMSOL居然打不开,难道consol版本兼容性这么差

    低版本打不开高版本的程序
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    开心
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    发表于 2017-3-10 06:21:52 | 显示全部楼层
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