Comsol CFD proov

Iga graafiku varjutatud ristkülik illustreerib maksimaalset ärkamist ja lohistamist raadiuse kindlast sfäärist. In conclusion, we have shown the possibility of wake control and reduction using permeable volumetric composites PVCs , a generalization of the hydrodynamic metamaterial concept.

Hindamine paljastab jõudlusriskid, näiteks kaare juhtivate materjalide ja labaelementide vahel, konstruktsioonide vahelise kaare ja juhtsüsteemidele tekitatava siirdevoolu. EUROLAB-i mudelid simuleerivad Maxwelli võrrandite abil füüsikat ja panevad paika testimise seadistused, st generaatori juurde tagasiteede jms. Seda toodetakse paljundamiseks. Need on mudeli esialgse väljatöötamise jaoks kriitilise tähtsusega. Toetatud on ka 3D Connexion Space Mouse'i seadmeid, mis muudab mudelis navigeerimise lihtsamaks.

Värvitabel Cividis, mis on optimeeritud piiratud värvitajuga kasutajatele, on nüüd saadaval väljade suuruste visualiseerimiseks.

Termodünaamiliste parameetrite integreeritud raamatukogu Protsessitehnoloogia insenerid saavad kasu termodünaamiliste parameetrite integreeritud raamatukogust, mis sisaldab nüüd gaaside, vedelike ja faaside tasakaalu gaas-vedelik mudeleid.

Lisaks tutvustati eelnevalt määratletud mitmefüüsilist haakeseadet ehitusmaterjalide ja niiske õhu soojuse ja niiskuse transpordi modelleerimiseks. Plasmasimulatsiooni meetod, BEM magnetvälja analüüsiks Uus mahtuvuslikult sidestatud plasma CCP modelleerimise meetod, mis põhineb mittelineaarsel perioodilisel perioodilisel formuleerimisel, vähendab lahustusaega CCP simulatsioonides nädalatest tundideni.

Comsol Multiphysics a Pakub Enneolematuid Modelleerimisvõimalusi

See on standard eeldus, mida tehakse kõigis õpikutes ja me järgida ka siin käesolevat lepingut, sest tal ei ole olulist mõju füüsikale - erinevalt sisemise induktiivsuse liikme lisamisest, mida varem arutati. Paljud dielektrilise tuuma materjalid omavad null-juhtivust, kuid seda saab hõlpsasti arvesse võtta modelleerimise ajal, asendades lihtsalt uute väärtuste asendamisse materjali omadustesse.

Sel juhul, et tagada nõuetekohane võrdlus teooriaga, on vaja teha teoreetiliste väljenduste asjakohaseid muudatusi. Simulatsiooni seaded on elementaarsed, mida illustreeritakse alloleval joonisel.

Areng Comsol Multiphysics 5.

Sõlmele lisatud dirigent alad Aatomipesa peatükis Rullide rühm Ja valitud tagasikäigu valikuvõimalus tagab, et voolu suund sisejuhtoris on välise juhi vastupidine vool, mis on näidatud joonisel ja ristidega. Sagedusliku sõltuvuse arvutamisel võetakse arvesse simuleeritud rullis olevat jaotust ja mitte meelevaldne praegune jaotus joonisel näidatud. Induktiivsuse arvutamiseks pöördume järgmiste võrrandite poole, mis on varasemate võrrandite magnetilise analoog.

Esiteks me integreerida resistentsed kaotused määrata hajutamise võimsus ühiku pikkuse kohta. Kuna R ja l varieeruvad sagedusega, vaatame arvutatud väärtusi ja analüütilist lahendust DC piires ja kõrgsageduspiirkonnas.

Pange tähele, et mõlemad sõltuvused on esitatud sagedustelje logaritmilisel skaalal.

  • See teema kaalub näiteks koaksiaalkaabli modelleerimise näidet, mille jaoks on analüütiline lahendus.
  • Futuuride ja valikute tahendus aktsiaturul

On selgelt näha, et arvutatud väärtused liiguvad sujuvalt DC lahusest madala sagedusega piirkonnas kõrgsageduslahusesse, mis on nahakihi sügavusel õiglane palju vähem juhtiva paksusega. On mõistlik eeldada, et üleminekupiirkond asub ligikaudu sagedustelg, kus nahakihi sügavus ja dirigendi paksus erinevad enam kui suurusjärgus. See ala peitub vahemikus 4. Iseloomulik impedants ja pidev jaotus Nüüd, kui oleme lõpetanud aeganõudev töö R, L, C ja G arvutamisel, on veel kaks teist, kes on oluline kindlaks määrata kindlaksmääratavate parameetrite elektriliinide analüüsimiseks.

Lisaks neljas sõltuvus graafik on impedantsi arvutatud Comsol multifoori keskkond kasutades raadiosagedusmooduli, mis me lühidalt kaaluda veidi hiljem. Nagu näete, on numbrilise modelleerimise tulemused hästi kooskõlas vastavate piirmäärade analüütiliste lahendustega ning annab ka üleminekupiirkonna õigete väärtuste. Võrdlus iseloomuliku impedantsiga, mis on arvutatud analüütiliste väljendite abil ja mis on määratud vastavalt modelleerimise tulemustele Comsol Multiphysics'i keskkonnas.

Selguse huvides suurendati liini "RF-mooduli" paksus konkreetselt.

Loodus- ja täppisteaduste valdkond

Kaabli modelleerimine kõrgsagedusega Elektromagnetvälja energia jaotatakse lainete kujul, mis tähendab töösagedust ja lainepikkus on üksteisega vastupidiselt pöördvõrdeline. Kuna me liigume üha sageduste piirkonda, oleme sunnitud arvestama lainepikkuse ja elektrikaabli suuruse suhtelise suurusega. Kui valime kaabli läbimõõdu elektrilise suurusega ja valguse kiiruse asemel vaakumis, valguse kiirus dielektrilise südamiku südamikus, saame sageduse üleminekuks MHz piirkonnas.

Sellistel kõrgsagedustel on kaabel ise sobivam olla lainejuhendina ja kaabli ergastamist võib pidada lainejuheduseks.

WaveGuide terminoloogia kasutamine seni oleme kaalunud spetsiaalset tüüpi moe Temaatiline- mudel, mis võib levida mis tahes sagedusel. Kui kaabli ristlõige ja lainepikkus muutub võrreldavaks, peame arvestama ka kõrge tellimuse olemasolu võimalusega. Läbilaskvus koordinaatidest sõltuva parameetrina on hõlpsasti kättesaadav COMSOL Multiphysics pinnasevoo moodulis, vähemalt laminaarse voolu režiimide Trade suvandid opik. Turbulentsetes RANS lahendustes võib see parameeter puududa.

Nendel juhtudel kasutame samaväärset kirjeldust, kus Brinkmani termin võetakse kasutusele välise ruumalajõuna, mis seejärel muudetakse sõltuvaks kohalikust voolu kiirusest. Kasutades pöördläbilaskvuse määratlust punktist 4, võib selle ruumalajõu ettenähtud suurusega ette näha kohaliku voolu vastassuunas nagu Tabel 1: Comsol CFD proov Spalart-Allmaras turbulentsi mudelis kasutatud ühikuteta koefitsiendid, mille kirjeldused on esitatud COMSOL CFD kasutusjuhendis [19].

Selle suhtega saab 1 Seda mahujõu selget vormi saab sobivalt määratleda CFD-lahutajates, mis ei toeta selgesõnaliselt poorseid efektiivseid keskkondi.

Arvutusaja vähendamiseks kaalume kahte vähendatud keerukusega stsenaariumi. Teisisõnu, taseme 4 seatud funktsioon on koordinaadist sõltumatu. Sfäärilisel või telgsümmeetrilisel juhul on kaetud objekt kera ja PVC struktuur on pöörde kuju. Selle lähenemisviisi korral on PVC kas ekstrudeeritud või keerutatud geomeetriate komplekt, millele on lisatud väike arv minimaalselt invasiivseid pistikuid.

Meie täielikult valideeritud tööstusstandardite modelleerimispakett lahendab diferentsiaal- ja osalised diferentsiaalvõrrandisüsteemid, mis sisaldavad mudelis täpsustatud materjale ja piiritingimusi.

Pistikud on olemas selleks, et kiireid prototüüpimistehnikaid kasutades proove lihtsalt koos hoida. Valisime läbitungimatute südamike füüsilise suuruse ja vabavoolu parameetrid, lähtudes allpool kirjeldatud katsetes kasutatud veetunneli piirangutest.

Nende parameetrite valimine põhines tagamisel, et tunneli piiratud kanalite seina lähedus ja pinnavee mõjud oleksid minimaalsed, maksimeerides samal ajal PVC piirkonna suuruse, et hoida konstruktsiooni minimaalne omadus võimalikult suur, nii et sulatatud sadestumise modelleerimise FDM prototüüpimine oleks sujuv. Meie parameetrivalikud tagasid ka tunneli spetsifikatsioonides töötamise ja vältisid simulatsiooniparameetreid, mis võivad põhjustada arvutuslikku mittekonvergentsi.

PVC-de välimine raadius oli kaks korda läbitungimatu südamiku raadius, mille sfäärilise obstruktsiooni ümbrise raadius oli 55 mm ja silindrilise obstruktsiooni ümbrise raadius oli 16 mm. Need parameetrid vastavad Reynoldsi arvudele silindrite jaoks ja sfääride jaoks. Kuigi testiti erinevaid Reynoldsi numbreid ulatudes libisevast voolust turbulentse vooluniotsustasime katse jaoks need Reynoldsi numbrid kasutada selleks, et täita meile kättesaadavate ressursside piiranguid, nagu näiteks katsekambri suurus, veetunneli kiirus ja 3D-printeri tarnija võimalused.

Need mõõdukalt kõrge Re-numbrid, mis ületasid silindrite ja sfääride stabiilset laminaarse voolu režiimi, tingisid vajaduse kasutada madala pöörlemiskiirusega turbulentsi mudeleid edasiliikuris.

Vedeliku vee tihedus oli hinnanguliselt kilogrammi kuupmeetri kohta ja dünaamiline viskoossus sekundis sekundites. Mõlemad need algoritmid on võimelised kasutama ülitundliku vektori arvutamiseks ülitõhusat liitmeetodit, mis on vajalik Comsol CFD proov optimeerimiseks.

Teisest küljest on need tehnikad olemuselt lokaalsed: nad peavad alustama ettenähtud algse arvamisega ja lähenevad tavaliselt läheduses asuvale kohalikule miinimumile.

Äratuse vähendamise mahuline lähenemisviis: kujundamine, optimeerimine ja katsete kinnitamine

See on vastupidiselt kvaasiglobaalsetele tehnikatele geneetiline algoritm, Monte Carlo proovivõtmine, simuleeritud lõõmutamine jnemis võimaldavad laiemaid kõrvalekaldeid algtingimustest ja proovivad parameetriruumis laiemat domeeni.

Kuna optimeerimisvabaduse aste on vahemikus tuhandeid ja lahenduse edastamise aeg on vahemikus 1—10 sekundit, pole selliste keerukate optimeerimisotsingute teostamine võimalik; seetõttu keskendume siin gradiendipõhistele meetoditele.

Esialgsete arvamiste jaoks kasutame perioodilistest näiteks trigonomeetrilistest funktsioonidest konstrueeritud taseme määratud funktsioonide klassi järgmiselt: kus selleks vastavalt etteantud ruumilised sagedused radiaalsuunas ja zeniti nurga suunas on tuuma ristlõike raadius, see on PVC ümbrise raadius andis veel ühe parameetri, mis kontrollib tahke faasi lisamiste algmahtu ja suurust.

Kuna optimeerimislahendus otsib määratud ärkveloleku meetrika jaoks miinimume, valitakse need algsed geomeetrilised morfid, mis on eelistatavalt läbilaskvad või mitteläbilaskvad. Sfääriliste ja silindriliste korpuste lõplikud PVC mahud on näidatud joonisel 3. Joonisel 3 illustreeritud tulemuste saavutamiseks oli valitud optimeerimiseesmärgiks kogu domeeni ulatusega ärkveloleku norm, mis määratleti ruumala integraalina: kus vabavoolu kiirus on integratsioonidomeeni maht, kiiruse väli, mis Comsol CFD proov ühikuvektori vabavoolu kiiruse suund.

Uurisime ka kohaliku äratusvälja MLW maksimumit, kus ärkveloleku norm on määratletud kui ja maksimaalne lokaalne ärkveloleku mõõdik on defineeritud kui Võimalikud on ka muud ärkveloleku mõõdikud, näiteks minimaalne kohalik rõhk, kogu piirkonna rõhu hälbe norm või selle piirkonna ruumala, kus rõhu hälve on negatiivne; need mõõdikud on kavitatsiooniefektide jaoks asjakohasemad; neid ei kasutatud siin esitatud struktuuride optimeerimisel.

PVC optimeerimise käigus leidsime, et allavoolu poolkera või poolnurk on olulisem Wake'i moodustumisel tähtsusetu Reynoldsi arvu korral, samas kui Stokesi piiril on ekvatoriaaltasapind sisuliselt voolu sümmeetriatasand ja üles - ja allavoolu domeenid on võrdselt olulised.

Comsol Multiphysics 5.3a pakub enneolematuid modelleerimisvõimalusi

See õigustab algsete arvamiste valimist, mis pärast optimeerimist viis joonisel 3 kujutatud kujunditeni. Kõik neli konstruktsiooni, mis olid kavandatud külgnevateks jäikadeks kehadeks, valmistati ABS-ist - termoplastilisest materjalist, mida tavaliselt kasutatakse sulatatud sadestuse modelleerimisel 3D-printerites.

Kaks esimest keha olid kontrollproovid: mitteläbilaskev kera ja silinder, mis ulatus katsesektsiooni kõrgusele. Kera oli nihestatud, et see oleks kanali keskel keermestatud varda abil. Nii see keermestatud varras kui ka silindri põhjas olev masinkruvi on ühendatud kanali põhjas oleva kinnitusklambriga.

Nende kuju ja struktuur jällegi, vt joonis 3 tulenes ülalkirjeldatud numbrilisest optimeerimisest ja need kolmemõõtmelised kehad on lihtsalt silindrilise tulemuse väljapressimine ja sfäärilise tulemuse pöörlemine.

Prototüübi proovid saadi nende ristlõigete kahemõõtmelistest joonistest. Nende komposiitide kolmemõõtmelise realiseerimise jaoks vektoriseeriti ristlõikegraafikud ja teisendati need DXF-vormingusse ning imporditi seejärel 3D CAD-tarkvara, näiteks Solidworks.

Microchannel Mixing in COMSOL

Vektoriseerimine viidi läbi vabavaralise tarkvara Inkscape jälgimisfunktsiooni bitmap abil ja kahemõõtmelise graafiku väljundi kõrvaliste elementide käsitsi eemaldamise teel. Pärast kolmemõõtmelise arvutipõhise disaini CAD importimist läbilõiked kas pressiti välja silindriliste geomeetriate jaoks või keerati ümber sümmeetriatelje sfääriliste proovide jaoks. Lõpuks lisati ühenduselemendid käsitsi CAD-keskkonda, et tagada proovide struktuuriline terviklikkus. Ehkki need viskoelastsed vahed muudavad vooluhulka, on need kavandatud olema võimalikult kaugel osakeste kujutise velocimetry PIV vaatlustasandist.

Näiteks distantssilindri ühenduspunkt on täisveerand proovi kõrgusest, mis asub PIV-meetodil uuritud tasapinnast, ja sfäärilise proovi eraldumised ei olnud PIV-lehega üldse tasapinnalised. Voolukiiruse profiilide mõõtmised viidi läbi Rhode Islandi Newporti mereväe merealuse sõjakeskuse veetunnelis. Joonis 4: Foto katseseadmestikust, kus on kujutatud PIV-tunnelit koos proovi, optilise fotoaparaadi ja skaneeriva laserseadmega.

  • Äratuse vähendamise mahuline lähenemisviis: kujundamine, optimeerimine ja katsete kinnitamine Abstraktne Äratuse vähendamine on oluline lüli ahelas, mis viib märkamatute veesõidukite juurde.
  • Rootsi varude valikud

Prototüübi proovid monteeriti samal viisil kui kontrollproovid. Silindrilistel juhtudel asetati proovide ülaosa ja kanali lae vahele viskoelastsed vahetükid, et vältida keeristumise tõttu proovi ülaservas võnkumist. Pealegi, kuna kambri kõrgus on mm ja kolmemõõtmeline printer suutis tekitada ainult selliseid kujundeid, mis mahtusid mm küljega kuubi sisse, monteeriti kaks PVC-ga kaetud silindrit otsast otsa selle kõrguse katmiseks.

Kahemõõtmelist vooluvälja käitumist saab sellisest süsteemist eraldada osakeste kujutise velokimeetria PIV abil. PIV-meetod hõlmab laserlehe projitseerimist läbipaistvasse vooluvälja, mis on asustatud peegeldavate seemnetega, mis on voolu osakesed, mis peegeldavad laservalgust, nii et seda saab tuvastada laserlehega risti suunatud kaamera abil.

Joonisel 5 illustreerib pealtvaade, kuidas PIV-objektiiv näeb valgustatud seemneosakeste lehte. Joonis 5: meie PIV andmete hankimise meetodi skeem. Andmete kogumisel jäädvustab kaamera kiire järjestusega kaks pilti ja PIV-tarkvara suudab tuvastada, kuidas igas pildis on teatud seemneelemendid liikunud. Kui kalibreerite süsteemi, et tuvastada, mitu kujutise pikslit moodustab teadaoleva mõõtme, ja teades kahe pildi hõivamise vahelist aega, saab kindlaks teha lokaalsed kiirused.

Selle katse jaoks keskmistati Comsol CFD proov keskmise vooluvälja illustreerimiseks 35 pildipaari. See katse viidi läbi Litron Nano L 4. Laser suunati uuesti ja fokuseeriti proovidele LAVision peeglistabilisaatori õla, objektiivi, PIV kaamera, millele oli kinnitatud Nikon AF 50 mm objektiiv, ja silindrilise kiirte jagajaga.

Nõuetekohaseks võrdlemiseks interpoleeriti arvutuslikud andmed samadesse ruudupunktidesse.