CFD模块更新

对于CFD模块的用户,comsol多物理学®版本5.6带来了两个新的流体流界面,用于湍流强度和湍流长度尺度的新选项以及自动处理分离选择。在下面了解有关这些和其他新CFD功能的更多信息。

多核和群集计算的性能改进

comsol多物理学®版本5.6包括解决方案过程的几个性能改进。特别是,对于雅各布矩阵组件以及代数多机预调节器,记忆需求减少了。降低对于多核计算和群集计算都是显着的。此外,在Multigrid方法中使用的最重要的Smoothors现在更有效,尤其是用于群集计算。

作为改进的说明,请考虑以下CFD基准艾哈迈德的身体具有湍流。与应用程序库版本相比,基准中使用的模型具有精制的网格,在16节点群集上具有630万个自由度。在此比较中,comsol多物理学®版本5.5更新3和版本5.6安装在每个节点具有48个内核的群集上(2x Intel®Xeon®Platinum8260 24核)。比较中使用的求解器是代数多式求解器(sa-amg)作为预处理转基因与对称耦合的高斯 - 塞德尔更平滑(表示毫克在比较图中)。另外,重叠域分解(Schwarz)方法用作预处理转基因以多移民方法作为域求解器(表示为域求解器)DD)。下图显示了性能作为计算时间与节点的数量和存储器使用量与节点的数量。

艾哈迈德身体的3D模型,以金属光泽和黄色,绿色,绿松石和蓝色的流线以及周围的白色网眼可视化。 在垂直的横截面中流线在艾哈迈德身体和网状周围。
从0到1800秒的时间表,从1到16的节点数量,以及Comsol Multiphysics版本5.5更新3和版本5.6的黄色线的蓝色线。 Ahmed Body基准模型的精制版本的壁锁计算时间。
从0到5000 MB的内存图表与1到16的节点数量,以及Comsol Multiphysics版本5.5更新3和版本5.6的黄色线的蓝色线。 艾哈迈德身体基准模型的精制版本的物理记忆使用。

可压缩的分散多相流

许多自然现象,制造过程和分离过程都涉及分散的多相流,这些流动与颗粒,气泡或液滴通过连续相传输。这相运输,混合模型允许任意数量的分散阶段的接口进行了修订以支持可压缩的混合物流。这些流动接口还改善了对变形和旋转域的支持。另外,相运输,混合模型现在可以将接口与级别集合方法一起使用,以结合分离和分散的建模方法的模拟。您可以在新的中查看此更新的公式功能液滴通过悬架升起教程模型。

油滴通过悬架升起。悬浮液最初是分层的,在两个透明层之间有密集的层,并且该液滴最初位于底部的透明层中。该模型演示了分散的多相流模型与级别集模型的组合。

非等热混合模型

模拟在液体中形成气泡的过程,例如成核沸腾或空化过程,需要将多相流与传热耦合。新的非等热混合模型接口提供了此功能:他们夫妇层流或者湍流(rans)接口,一个相运输界面和一个流体中的传热使用新的接口非等温流,混合模型非等热混合模型多物理耦合节点。所有耗电模型均由非等热混合模型接口。

带有内部暴露的圆柱形环模型和一张热摄像头颜色表可视化温度,流线表示气泡通量,以及从深蓝色到白色的颜色梯度,显示了气泡体积分数。 在圆柱形环中沸腾的成核。图中显示了内部气缸上的温度,气泡体积分数和气泡通量的流线。

浅水方程

浅水近似经常用于海洋和大气应用中,以预测海啸影响的影响,受污染,沿海侵蚀和极地冰盖熔化影响的区域,以提及一些。新的浅水方程,明确的时间接口使用深度平均公式来求解1D和2D域中的自由表面流。模型中的底形图可以方便地从数字高程模型(DEM)定义。您可以在新的海啸奔跑到莫奈山谷的复杂3D海滩教程模型。

海啸撞击模拟了浅水方程,明确的时间界面。

总压力条件

对于某些应用,例如在泵模拟中,指定进气和出口边界的总压力(或停滞)压力更加方便。comsol多物理学®版本5.6包括用于施加侧重值的值或进气口的总压和不可压缩流的插座的选项。

棕色隧道中的风扇模型,叶片周围和风扇后面有气流。 风扇叶片产生的循环。平均的总压力条件施加在入口和出口边界上。

跨相界面的流体特性的新平均选项

当两相流量模拟中的密度和/或粘度比很大时,在整个相位界面上使用体积平均流体特性可能会导致过度涂抹。在某些情况下,锐化流体特性的过渡区,或将其置换为两个阶段之一,可以提高准确性和/或收敛性。在5.6版中,可以将平滑的重量功能和谐波音量平均值用于密度和粘度。对于粘度,还可以作为选项提供质量平均和谐波质量平均。

1D图,蓝色线的平均值,绿色的重质功能,谐波量平均值的红色,质量平均值的绿松石和谐波质量平均值的洋红色。 在空气水接口上平均粘度的不同选项。

湍流条件的新选择

有三个新的选项可用于入口和开放边界的湍流强度:低(0.01),,,,培养基(0.05), 和高(0.1)。还有一个新的基于几何入口上湍流长度比例的默认选项。此选项会自动计算入口的液压直径,并将湍流长度尺度设置为液压直径的0.07倍,这是管道和通道中完全开发的湍流的建议值。

comsol多物理版本5.6中湍流的入口设置,速度和湍流条件部分扩展了图形窗口中的氢气基因模型。 新的选项湍流强度湍流长度尺度显示在设置窗户

自动处理脱节选择

为了完全开发的流程在入口和插座上,质量流在入口上,可以在单个边界功能中处理由不相交边界组成的选择。此新的默认选项为选择中的每个连接组件添加一个方程。自动检测到不相交选择中的连接组件。

用于内部视图的部分透明显示的多喷气模型。 polymerization_multijet模型已使用新选项进行了更新,以进行脱节选择。为两种类型的入口添加了单独的方程式。

新的多孔媒介功能

处理多孔介质的新功能可用于定义不同的相位:固体,流体和固定流体。在里面在多孔介质中传热接口,多孔介质功能用于管理每个阶段的专用子场的材料结构:体液,,,,多孔矩阵,并且可选,固定流体。这个新的工作流程提供了更加清晰的信息,并改善了用户体验。它还以更自然的方式促进多孔介质中的多物理耦合。与水分传输多孔媒体流界面,多孔介质改进中的热传递使多孔介质中非等热流量和潜热存储的建模。

您可以在以下模型中看到此新设置:

Comsol Multiphysics 5.6版中的多孔介质功能设置,显示了有效的电导率选项,并突出显示了相互的平均值。 具有液体,固体和固定液的多孔材料,结合了多孔介质功能中的功能在多孔介质中传热界面。这设置窗口显示了从多孔介质中不同相位定义有效热导率的模型的选择。

自动检测流体传热中理想气体材料

体液在各种传热界面中可用的功能已更新,以利用理想的气体假设来提高计算效率。新的从材料中选项流体类型列表会自动检测到每个域选择上应用的材料是否是理想的气体,并在任何一种情况下都使用相关属性。例如,当计算压力在可压缩的非等热流动中起作用时,这可能会加快计算。由于comsol多物理中可用的气体®在材料库中,将其建模为理想气体,许多具有可压缩非等热流量的模型预计将从这种改进中受益。

LED灯泡的模型可视化灯泡周围的速度,从深蓝色到白色,并使用热摄像头颜色表中的温度以及灯泡中的温度。 LED灯泡中的温度分布(表面图)和速度(箭头和流线)。通过自动使用理想的气体配方,计算时间在comsol多物理学中短10%®版本5.6。

热量和能量平衡

能源和热量平衡定义的后处理变量已扩展到涵盖新的配置。具体而言,这些变量用于非等热流,以解释平面外热源;用于体积力,粘性耗散和压力的工作;对于边界应力;以及在内壁上非零正常速度的情况下用于焓通量。后处理变量或能量和热平衡定义也已扩展到分层材料。能量和热平衡为求解器误差估计提供了替代标准,以检查模拟精度。您可以在电子芯片冷却模型。

comsol多物理学5.6 UI具有横流热交换器模型显示的全局评估设置,该模型在图形窗口中显示在从深红色到白色到白色的颜色梯度,指示温度为kelvin。 验证跨流热交换器模型中的能量平衡。将进入热入口的总净能率与整个模型的能量平衡进行了比较。

相位字段和级别设置模型的设置更容易

级别设置相位场接口已重组:两个初始值现在默认添加节点,并且先前使用的节点初始接口功能已删除。相反,初始接口自动放置在两个之间的边界初始值具有不同初始阶段的节点。

comsol Multiphysics版本5.6 UI在图形窗口中显示了初始值,流体2和液滴分解模型的几何形状的设置。
comsol Multiphysics版本5.6 UI显示了初始值,流体2和3D液滴分解模型的设置,周围环境在图形窗口中反映在液滴中。

设置初始值,流体2特征。请注意初始接口不再需要功能。在相初始化学习步骤。

新教程模型

comsol多物理学®版本5.6将几种新的教程模型带入了CFD模块。

液滴通过悬架升起

橙色液滴通过圆柱中的灰色悬架升起。 油滴通过位于两个透明流体层之间的密集悬浮液升起。

应用程序库标题:
droplet_rising_through_a_suspension
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聚合物电解质膜电解液

具有氧气的体积分数以深蓝色至白色渐变可视化的电解室模型。 聚合物电解质膜电解液中氧的体积分数。

应用程序库标题:
polymer_electrolyte_membrane_electrolyzer
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大坝在圆柱上破裂,浅水方程

灰色平方柱的模型,圆柱上有蓝色的水。 浅水方程模拟了水波对色谱柱的影响。

应用程序库标题:
dam_break_column_sw
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海啸奔跑到莫奈山谷的复杂3D海滩

灰色海滩和蓝色水的模型,代表海啸奔跑。 浅水方程模拟海啸奔跑到海滩上。

应用程序库标题:
monai_runup
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