COMSOL-地球科学-概述.pptVIP

10年后的水头(surface plot), 位移 (contours and deformations) 和流速场 (arrows) The fluid-to-solid (surface plot) and solid-to-fluid (streamlines) coupling terms evaluated at Year 10 with the poroelastic analysis. COMSOL Multiphysics“地球科学模块”——概述、模拟步骤 COMSOL Multiphysics“地球科学模块”总的来说提供三大类分析： 流体流动（包括流固耦合） 溶质运移 热传递 特点：基于多孔介质 可以任意调用其它应用模式，来模拟、调查地球物理现象、环境问题等。 “地球科学模块”并不局限于地球科学范畴，我们希望用户把地球科学模块作为一个“跳板”来学习和探求更加丰富多样的物理模型。 流体流动（孔隙弹性） 热传递 溶质运移 当我们打算借助COMSOL Multiphysics来模拟问题或调查一个现象的时候，首先描述研究对象的控制方程是明确已知的，如果是多场耦合问题，那么物理量之间的耦合关系是明确的（COMSOL软件已内置常用耦合方程）。 软件建模步骤： 确定分析维度 选取物理方程 定义常量和变量 建立几何模型 物理方程参数设定及边界条件设定 网格剖分 求解器设定 求解、结果查看(后处理) ?数值模拟要素： 岩石裂隙流模拟 问题描述 本模型使用雷诺方程位势流模型来描述岩石裂隙流体运动，也被称为“立方定律”方程式： 其中包含下列变量： 流体密度 ρ 重力加速度常量， g 流体的动力粘度, μ 裂缝宽度 a(x,? y) H?=?H(x,? y)，水头。 该模型通过定义一个文本文件来使用裂缝插值数据。 模型定义 水头的定义如下： 不考虑扩散系数中的常量部分，可以得到如下方程式： 注意不能删除缝隙表达式 a3 ，因为将 a 视为 x 和 y 的函数，因此该参数出现在散度计算符下。 其中z表示高度，p表示流体压强。 在COMSOL Multiphysics中建模 其中包含下列变量： 流体密度 ρ 重力加速度常量， g 流体的动力粘度, μ 裂缝宽度 a(x,? y) H?=?H(x,? y)，水头。 该模型通过定义一个文本文件来使用裂缝插值数据。 控制方程及边界 Fluid flow Solids Deformation 求解过程 1、启动COMSOL Multiphysics 2、选取求解所需方程 3、创建几何区域 4、参数输入、方程设定、边界条件设定 5、网格剖分 5、求解设定及求解 6、后处理 通过桌面快捷方式或者启动菜单打开COMSOL Multiphysics 软件 求解过程 1、启动COMSOL Multiphysics 2、选取求解所需方程 3、创建几何区域 4、参数输入、方程设定、边界条件设定 5、网格剖分 5、求解设定及求解 6、后处理 求解本算例所需方程有两个，分别是达西方程和平面应变方程，如下图示： 选定方程之后，点击OK按钮确定 求解过程 1、启动COMSOL Multiphysics 2、选取求解所需方程 3、创建几何区域 4、参数输入、方程设定、边界条件设定 5、网格剖分 5、求解设定及求解 6、后处理 为方便作图，首先进行绘图区域和格栅设定： Options-Axes/Grid Setting 绘制几何模型 完成的几何模型 求解过程 1、启动COMSOL Multiphysics 2、选取求解所需方程 3、创建几何区域 4、参数输入、方程设定、边界条件设定 5、网格剖分 5、求解设定及求解 6、后处理 设定模型变量 -alpha_b*rho_f*g_esdl*Hx_esdl -alpha_b*rho_f*g_esdl*Hx_esdl Darcy方程设定、边界条件设定： Physics-subdomain settings… Physics-Boundary settings… 平面应变方程（Plain Strain）设定、边界条件设定： Physics-subdomain settings… Physics-Boundary settings… 选择1, 2, 3, 5, 和 8–12. 点击 Standard notation按钮，Rx 打钩，值为0； 选择2, 8, 和 9. Ry 打钩，值为0。 即边界1、3、5、10-12水平向约束，2、8、9水平和竖向约束。 求解过程 1、启动COMSOL Multiphysics 2、选取求解所需方程 3、创建几何区域 4、参数输入、方程设定、边界条件设定 5、网格剖分 5、求解设定及求解 6、后处理 选择 Mesh 菜