Nouveautés du module Porous Media Flow
Pour les utilisateurs du module Porous Media Flow, la version 6.0 de COMSOL Multiphysics® apporte une nouvelle interface multiphysique pour modéliser des déformations finies dans les structures poreuses, une nouvelle interface de lits fixes pour la modélisation du transfert thermique multi-échelle dans les lits de granulés, et une meilleure gestion des matériaux poreux. Plus d'informations sur ces nouveautés ci-dessous.
Poroélasticité en grandes déformations
La nouvelle interface multiphysique Poroélasticité, grande déformation, solide permet de modéliser les déformations finies dans les corps poreux. Il s'agit de la même interface multiphysique Poroélasticité, solide, disponible depuis les versions précédentes, mais avec un noeud Prédéformation élastique supplémentaire qui vous permet de suivre les grandes déformations et rotations. Cette interface se trouve sous la branche Poroelasticité dans le dossier Mécanique des structures dans l'arborescence Ajouter une physique. Cette nouvelle interface nécessite le module Structural Mechanics.
Ecoulement diphasique en milieu poreux
Une nouvelle interface multiphysique combine les interfaces Equations de Brinkman et Level set, et ajoute automatiquement un noeud de couplage Ecoulement diphasique, Level Set. Elle résout la conservation de la quantité de mouvement et l'équation de continuité avec les équations de Brinkman. L'interface entre deux fluides non miscibles dans un milieu poreux est suivie avec la fonction level-set.
Ecoulement non-isotherme en milieu poreux
La nouvelle interface multiphysique Ecoulement non-isotherme, équations de Brinkman ajoute automatiquement le couplage entre le transfert de chaleur et l'écoulement en milieu poreux. Elle combine les interfaces Transfert de chaleur en milieu poreux et Equations de Brinkman. Cette nouvelle fonctionnalité est illustrée dans le tutoriel existant Convection naturelle en milieu poreux.
Glissement poreux pour les Equations de Brinkman
La couche limite d'un écoulement en milieu poreux peut être très mince et impossible à résoudre dans un modèle d'équations de Brinkman. La nouvelle fonctionnalité de traitement des parois Glissement poreux permet de prendre en compte les parois sans résoudre le profil de vitesse complet de l'écoulement dans la couche limite. On applique à la place une condition de contrainte au niveau des surfaces. En utilisant un profil asymptotique pour vitesse dans la couche limite, on obtient une précision acceptable des résultats dans l'écoulement. La fonctionnalité s'active dans la fenêtre de réglages de l'interface Equations de Brinkman et est ensuite utilisée comme condition de paroi par défaut. Cette nouvelle fonctionnalité est utilisable dans la plupart des modèles impliquant des écoulements en milieu souterrain décrits par les équations de Brinkman et pour lesquels le domaine de simulation est de grande taille.
Amélioration de la manipulation des matériaux poreux
Les matériaux poreux sont désormais définis dans la table Propriétés spécifiques de la phase du noeud Matériau poreux. Des sous-noeuds peuvent être ajoutés pour définir les caractéristiques du solide et du fluide, ou encore pour définir chaque phase. Cela permet d'utiliser un seul et même matériau poreux pour l'écoulement, le transport d'espèces chimiques et le transfert thermique sans avoir à dupliquer les propriétés et paramètres du matériau.
Transfert de chaleur multi-échelle dans les lits de granulés
Une nouvelle interface Transfert de chaleur en lit fixe a été ajoutée pour modéliser le transfert de chaleur dans les lits de granulés. Le lit de granulés est représenté comme un milieu poreux composé de fluide et de granulés. Les granulés sont modélisés comme des particules poreuses sphériques homogénéisées dans lesquelles la température varie radialement. La distribution de la température dans les granulés est calculée pour chaque position dans le lit fixe. Elle est couplée à la température du fluide environnant par un flux de chaleur interstitiel entre les surfaces des granulés et le fluide.
Cette nouvelle fonctionnalité est utile pour modéliser la chaleur dans les systèmes de stockage d'énergie thermique à lit fixe ou la réaction chimique dans un lit fixe lorsqu'elle est couplée avec la fonctionnalité correspondante pour le transport d'espèces chimiques. Découvrez cette nouvelle fonctionnalité dans le nouveau tutoriel Système de stockage d'énergie thermique dans un lit fixe.
Vitesse aux parois pour l'évaporation et la condensation de l'humidité
Les réactions de surface, comme l'évaporation ou la condensation, entraînent un flux net de vapeur entre la surface et le domaine environnant. Ce type de réaction correspond à une vitesse effective de l'air humide à la frontière du domaine, appelée vitesse de Stefan. Lorsque des taux importants d'évaporation sont attendus, l'écoulement de Stefan doit être pris en compte car il peut être prédominant dans le comportement global du système. Dans le couplage multiphysique Ecoulement avec humidité, une case à cocher Prendre en compte la vitesse de Stefan aux parois est désormais disponible lorsque la formulation Espèces concentrées est utilisée dans l'interface Transport d'humidité. Ceci est recommandé dans les applications d'évaporation et de condensation lorsque la température est élevée, typiquement supérieure à 50°C. Cette fonctionnalité est illustrée dans le nouveau tutoriel Simulation d'un écoulement de Stefan en surface dû à l'évaporation d'eau.
Améliorations pour le Transport d'humidité
Les interfaces Transport d'humidité offrent désormais une fonction Condition périodique qui vous permet de réduire le domaine de simulation pour une structure périodique ou d'évaluer les propriétés effectives à partir d'une cellule représentative. De plus, la fonctionnalité Milieux poreux hygroscopiques a été mise à jour pour correspondre à l'implémentation classique des matériaux poreux. Les variables pour le bilan énergétique ont été optimisées pour une évaluation beaucoup plus rapide et de nouvelles variables sont maintenant disponibles pour vérifier le bilan massique. Les améliorations du transport d'humidité sont illustrées dans le nouveau tutoriel Séchage d'un échantillon de pomme de terre et dans les modèles existants suivants:
Transfert de chaleur en milieu poreux
La fonctionnalité de transfert de chaleur en milieu poreux a été remaniée pour la rendre plus conviviale. Un nouveau domaine physique Milieu poreux est désormais disponible sous la branche Transfert de chaleur et comprend les interfaces Transfert de chaleur en milieu poreux, Non-équilibre thermique local et Transfert de chaleur en lit fixe. Toutes ces interfaces ont un fonctionnement similaire, la différence étant que le noeud Milieu poreux par défaut dans toutes ces interfaces possède l'une des trois options suivantes sélectionnée : Équilibre thermique local, Non-équilibre thermique local, ou Lit fixe. Cette dernière option est décrite ci-dessus. L'interface Non-équilibre thermique local, qui a remplacé le couplage multiphysique, correspond à un modèle à deux températures: une pour la phase fluide et une pour la phase solide. Les applications typiques peuvent impliquer le chauffage ou le refroidissement rapide d'un milieu poreux en raison d'une forte convection dans la phase liquide et d'une forte conduction dans la phase solide, comme dans les mousses métalliques. Lorsque l'interface Équilibre thermique local est sélectionnée, de nouvelles options de calcul sont disponibles pour définir la conductivité thermique effective en fonction de la configuration du milieu poreux.
En outre, les variables de post-traitement ont été unifiées et sont disponibles pour les quantités homogénéisées pour les trois types de milieux poreux. Découvrez les ajouts liés aux milieux poreux dans ces modèles tutoriels existants:
