多孔介質流模塊
COMSOL Multiphysics® 5.5 版本添加了新的“多孔介質流模塊”。借助這個附加模塊，您可以對多孔介質中的質量、動量和能量傳遞進行建模。
多孔介質流模塊概述
許多自然和人工系統中都存在多孔介質，因此，對高級多孔介質建模的需求已成為許多行業發展的關鍵，例如燃料電池、紙漿和紙張干燥、食品生產、過濾過程，等等?！岸嗫捉橘|流模塊”將 COMSOL Multiphysics® 建模環境擴展到定量研究多孔介質中的質量、動量和能量傳遞，應用領域涵蓋從基于達西定律的傳統多孔介質流動，到非達西流動和多物理場流動分析，包括傳熱效應、化工等。
多孔介質流模塊功能
流動模型
“多孔介質流模塊”包含基于達西定律、Brinkman 方程以及自由和多孔介質流動組合的多孔介質單相流建模功能。多孔介質中的裂隙可以控制流動，裂隙流專用接口支持與任何多孔介質流動模型結合使用。軟件提供穩態和瞬態兩種分析類型。
多相流
多相流功能包括多個不混溶相通過多孔介質的傳輸，并求解平均相體積分數。對于可變飽和的多孔介質，用戶可以使用基于理查茲方程的非線性流動選項來分析各種介質，其中，隨著流體流過多孔介質時會填充一些孔隙并從其余孔隙排出，水力屬性會有所變化。
多物理場
多物理場功能支持與傳熱、化工和結構分析相結合。與傳熱結合使用時，軟件提供相關選項用于計算多孔介質中的非等溫流動和有效熱屬性。多孔介質傳熱可以與消費電子產品、包裝材料和建筑物理等應用中的水分輸送結合使用。
不僅如此，該模塊還可處理化學物質在自由流動、飽和及部分飽和多孔介質中的傳輸，可用于研究氣體或液體流過多孔介質空隙時的流動和化學成分。除了多孔介質區域外，流動系統還可以包含自由流動區域。
為了分析多孔材料中的彈性效應，新版本添加了一個專門的多孔彈性多物理場接口，可以將達西定律的瞬態公式與固體力學的準靜態公式相結合。達西定律 接口中的孔隙壓力充當結構分析的載荷，從而引起膨脹或收縮。體積應變的變化會影響孔隙空間，后者充當達西定律流動模型的質量源或匯。
水分輸送接口的總體改進
空氣中的水分輸送 接口添加了一個新的濃物質 公式，用于模擬蒸汽含量較高時，蒸汽在空氣中的對流和擴散。當高溫下的相對濕度適中或較高時，通常會出現這種情況。在這些條件下，由于蒸汽濃度梯度的影響，濕空氣密度在空間和時間上可能會發生明顯的變化，此時應使用新的濃物質 公式代替默認公式。
除此之外，物理場接口也得到了改進，現在支持相對濕度大于 1 的過飽和條件。當充滿飽和水蒸氣的熱流迅速冷卻時，就會發生這種情況。最后，各種水分輸送、熱濕和水分流動接口的默認求解器設置均已更新，現在能夠以更快的速度提供更穩定的計算性能。
新的教學案例
“多孔介質流模塊”包含多個教學案例。
填充床潛熱存儲
“案例庫”標題：
packed_bed_latent_heat_storage
多孔微通道散熱器的性能
“案例庫”標題：
performance_of_a_porous_microchannel_heat_sink
凍土夾雜物
“案例庫”標題：
frozen_inclusion
紙條芯吸現象
“案例庫”標題：
wicking_in_a_paper_strip