大家好,我是達靈,專業洗腦,疏通模型阻力。
接觸CFD 的人大部分都會弄點動網格的東西,大部分用Fluent去實現,結合UDF可以實現非常複雜的動網格模型。Comsol作為多場耦合的新起之秀,CFD一直是它弱項(Comsol律師函警告,逃),因為收斂性真的太難把握了。
不過,Comsol 以它清秀的界面外觀,流暢的操作,清晰的模型介面,還是俘獲了不少理工直男腐女的芳心。
Comsol 的動網格模塊其實還是挺好用的,設置簡單明瞭,但是沒搞過的話,摸索起來也挺費勁,就連我這個Fluent老司機都花了不少精力去琢磨,主要網路上可以參考的文檔太少了,官方文檔也沒有去系統整理這塊內容的案例,都是零散的出現在各個模塊的案例裏。這樣的話,想系統的接觸,甚至說入門都比較費勁。
所以,為瞭解決人類的科研阻力,本人願意犧牲一些陪師妹扯淡的時間,系統整理下Comsol 動網格的簡單用法和操作按鈕的說明,主要目的是為了入門。
本文會寫得超詳細,分為兩個部分,先用一個二維案例引導做一遍,入個門;第二個本部分就是把Comsol 動網格的各種按鈕翻譯一下,方便參考,畢竟大部分人都沒有仔細看文檔的習慣。
案例1. 二維中孔的動網格移動,效果如圖所示。
01. 幾何域建立
1. 畫一根正方形的辣條,寬度2m,高度0.4;
2. 辣條上挖一個口:正方形,長度0.1m; 基準位置:X=0.25,Y=0.15;
3. 把中間這個正方形用差集去掉:
02. 動網格模塊設置
1. 點擊COMSOL額頭上的: 「物理場→添加物理場」,然後在下面的「數學」→「變形網路」→動網格→添加到組件。
2. 在模型樹下的動網格模塊,選定計算域
3. 右鍵動網格主菜單按鈕,添加一個「自由變形」,同樣,選定整個計算域,因為這裡是網格要變形的區域,而且是被動變形。
4. 同樣右鍵動網格模塊主菜單,添加「指定網格位移。把中間正方形的四條邊全部選上,意思就是要讓這四條邊有一個指定的位移,但是我們又想它有個速度,所以在下欄的「指定網格位移上」,填「0.1*t」,意思是它有個0.1m/s的移動速度。其實,動網格菜單裏有「指定網格速度」,為什麼不用呢,你試試看就知道了,人類所有的偉大都來自於「試一試」。
03 網格設置
這裡簡單介紹,我用最常規的網格演示,網格大小設置常規,節省計算時間。
04 配置求解器
1. 研究,瞬態研究,時間步取小點,步子大,扯蛋。「Range(0,0.05,10)」步長:0.05s, 總時間10秒。
2. 好了,直接點擊計算看看。
3.報錯了吧,哈哈哈。還要重要的一步要設置。展開」求解器配置」 → 「瞬態求解器」→ 「自動重新剖分網格「
4. 關於自動重新劃分網格。這裡很重要,下圖紅色框圖的意思就是,達到這些條件時網格就重新劃分,因為動網格的原理就是將需要移動的網格節點進行拉扯,一旦變形到網格質量很差的時候,需要重新剖分,不然會報錯,出現反轉網格等等。這裡我們選用「網格質量「進行判定,當網格質量低於0.5時,停止網格移動,重新進行網格劃分後繼續移動。
5. 好了,真的最後一步了,我們可以右鍵「步驟1.瞬態「,」先獲取一個初始值「,然後在中間那裡,把求解時顯示結果-」繪製「勾上,這樣我們就可以一邊計算一遍看網格移動的效果了。
6.點擊計算,得到如圖結果,如果得不到,請往回迭代。或者關掉COMSOL,點擊卸載。
好了今天先介紹到這裡,有點累,下次再更新,另一個稍微複雜點的案例,主要是邊界滑動的動網格,這樣兩個基本案例做完後,希望你們能稍微對Comsol 動網格這些基礎的按鈕和計算條件有一個大概的瞭解,方便以後做更複雜的模型。
搞模擬,想要做得順,就要一步一步去調試,一次性耦合太多物理場進去,你就等著報錯,到處找老哥吧。
需要案例文件的話,可以到公眾號「通天達靈」裏獲取,回復關鍵詞- 動網格
裡面分享了我收集的關於Comsol 動網格的大多數模型,希望這些東西對你們有所幫助。
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