【COMSOL】全流程实践与解析 Demo2-流固耦合

目录一、模型向导二、建模1. 参数2. 几何3. 物理场1层流2固体力学4. 材料5. 网格划分三、计算四、后处理1. 速度流线2. 流场动画3. 变形网格与几何4. 网格速度箭头5. 流体速度箭头6. 入口流速、网格速度、网格位移曲线一、模型向导空间维度【二维】物理场【流体流动】→【流-固耦合】接口中包括单物理场【层流】、【固体力学】多物理场【流-固耦合】和分析方法【动网格】【动网格-变形域】负责处理计算域/网格随位移、边界运动等发生变化的问题研究【瞬态】二、建模1. 参数1几何参数入口流速 U3.33 cm/s通道高度 H100 um2液体流速函数【定义】→【函数】→【解析】表达式t^2/sqrt((0.04[s^2]-t^2)^2(0.1[s]*t)^2)2. 几何1流体场矩形【几何】→【矩形】设置参数注意单位2固体块矩形【几何】→【倒圆角】域选择固体块矩形的上两点3. 物理场1层流选中流体场区域动网格也是除了已有的流体属性、初始值、壁还需要设置层流的出入口入口设置出口设置只需要选择右边界为域2固体力学选中固体块区域给固体块下边界施加固定约束4. 材料【组件】下的【材料】→【空材料】1层流2固体5. 网格划分形状选择【自由三角形网格】应用到【整个几何】单元大小设置为【流体动力学】三、计算【瞬态设置】设置好输出时步和容差range(0,0.005,0.75)0-0.75s每 0.005s 输出一次结果计算结果四、后处理1. 速度流线【速度】→【流线】主要设置好【流线定位】2. 流场动画【导出】→【动画】→【播放器】下面的【每帧显示时间】可以调整播放的速度数值越大越慢3. 变形网格与几何【结果】→【二维绘图组】时间选择的是前处理中第一组的 0 秒在模型树中右键该二维绘图组 → 【表面】设置好表达式和着色样式后【绘制】新建表面2同样的设置右键表面2 →【选择】固体块区域绘制得到固体和流体区域的网格图下图是 0s 的网格细节图回到【二维绘图组】现【变形网格与几何】可以调整时间如 2s 的网格细节图更形象地观察到固体发生明显变形4. 网格速度箭头【二维绘图组】→【面上箭头】修改表达式回到【二维绘图组】设置时间5. 流体速度箭头【二维绘图组】→【面上箭头】不需要修改表达式设置好时间后直接【绘制】6. 入口流速、网格速度、网格位移曲线【结果】→【一维绘图组】→【全局】设置全局表达式绘制出【入口流速曲线】【结果】→【数据集】→【二维截点】【一维绘图组】→【点结果图】数据集选刚刚的【二维截点】表达式改为【xt】表示网格 x 向的速度勾选【显示图例】手动设置绘制出【网格速度曲线】复制粘贴【点结果图】表达式改为【x-X】修改【图例】绘制出【网格位移曲线】