天灵灵地灵灵,拜托脑子要显灵

大家好,我是达灵,专业洗脑,疏通模型阻力。

接触CFD 的人大部分都会弄点动网格的东西,大部分用Fluent去实现,结合UDF可以实现非常复杂的动网格模型。Comsol作为多场耦合的新起之秀,CFD一直是它弱项(Comsol律师函警告,逃),因为收敛性真的太难把握了。

不过,Comsol 以它清秀的界面外观,流畅的操作,清晰的模型介面,还是俘获了不少理工直男腐女的芳心

Fig.1 汁乎药丸-流固耦合

Fig.2 官方案例-流固耦合

Comsol 的动网格模块其实还是挺好用的,设置简单明了,但是没搞过的话,摸索起来也挺费劲,就连我这个Fluent老司机都花了不少精力去琢磨,主要网路上可以参考的文档太少了,官方文档也没有去系统整理这块内容的案例,都是零散的出现在各个模块的案例里。这样的话,想系统的接触,甚至说入门都比较费劲。

所以,为了解决人类的科研阻力,本人愿意牺牲一些陪师妹扯淡的时间,系统整理下Comsol 动网格的简单用法和操作按钮的说明,主要目的是为了入门

本文会写得超详细,分为两个部分,先用一个二维案例引导做一遍,入个门;第二个本部分就是把Comsol 动网格的各种按钮翻译一下,方便参考,毕竟大部分人都没有仔细看文档的习惯。

如果你照著做还搞不出来,那就直接卸载你这盗版的COMSOL吧,请你出去,你这个假粉丝。

案例1. 二维中孔的动网格移动,效果如图所示。

超简单动网格实现

01. 几何域建立

1. 画一根正方形的辣条,宽度2m,高度0.4;

2. 辣条上挖一个口:正方形,长度0.1m; 基准位置:X=0.25,Y=0.15;

3. 把中间这个正方形用差集去掉:

如果这步都做不出来的话,请你卸载COMSOL,你这个假粉丝。

02. 动网格模块设置

1. 点击COMSOL额头上的: 「物理场→添加物理场」,然后在下面的「数学」→「变形网路」→动网格→添加到组件。

2. 在模型树下的动网格模块,选定计算域

3. 右键动网格主菜单按钮,添加一个「自由变形」,同样,选定整个计算域,因为这里是网格要变形的区域,而且是被动变形。

4. 同样右键动网格模块主菜单,添加「指定网格位移。把中间正方形的四条边全部选上,意思就是要让这四条边有一个指定的位移,但是我们又想它有个速度,所以在下栏的「指定网格位移上」,填「0.1*t」,意思是它有个0.1m/s的移动速度。其实,动网格菜单里有「指定网格速度」,为什么不用呢,你试试看就知道了,人类所有的伟大都来自于「试一试」。

03 网格设置

这里简单介绍,我用最常规的网格演示,网格大小设置常规,节省计算时间。

04 配置求解器

1. 研究,瞬态研究,时间步取小点,步子大,扯蛋。「Range(0,0.05,10)」步长:0.05s, 总时间10秒。

2. 好了,直接点击计算看看。

3.报错了吧,哈哈哈。还要重要的一步要设置。展开」求解器配置」 → 「瞬态求解器」→ 「自动重新剖分网格「

4. 关于自动重新划分网格。这里很重要,下图红色框图的意思就是,达到这些条件时网格就重新划分,因为动网格的原理就是将需要移动的网格节点进行拉扯,一旦变形到网格质量很差的时候,需要重新剖分,不然会报错,出现反转网格等等。这里我们选用「网格质量「进行判定,当网格质量低于0.5时,停止网格移动,重新进行网格划分后继续移动。

5. 好了,真的最后一步了,我们可以右键「步骤1.瞬态「,」先获取一个初始值「,然后在中间那里,把求解时显示结果-」绘制「勾上,这样我们就可以一边计算一遍看网格移动的效果了。

6.点击计算,得到如图结果,如果得不到,请往回迭代。或者关掉COMSOL,点击卸载

好了今天先介绍到这里,有点累,下次再更新,另一个稍微复杂点的案例,主要是边界滑动的动网格,这样两个基本案例做完后,希望你们能稍微对Comsol 动网格这些基础的按钮和计算条件有一个大概的了解,方便以后做更复杂的模型。

边界块滑移-主要用于管道内流固耦合问题

搞模拟,想要做得顺,就要一步一步去调试,一次性耦合太多物理场进去,你就等著报错,到处找老哥吧。

需要案例文件的话,可以到公众号「通天达灵」里获取,回复关键词- 动网格

里面分享了我收集的关于Comsol 动网格的大多数模型,希望这些东西对你们有所帮助。

更多有趣内容可以关注我们的公众号:通天达灵

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