Как создать модель
Геометрия
Начальные Условия
Граничные Условия
Сетка
Решать
Визуализация
На главную
Продолжение следует...
Скачать файлы

Comsol 3.2 Femlab

Программа для решения серьёзных физических задач.

Fight AIDS at Home "Что это за глава?"
Эта глава методического руководства описывает общие принципы задания граничных условий в COMSOL 3.2 (FEMLAB).

5.Задание граничных условий и изменение дифференциальных уравнений

Граничные условия задаются через Physics > Boundary Settings или F7. В этом окне надо выбрать необходимые границы в поле Boundary selection. Для того, чтобы задать температурный перепад на границе двух тел надо сначала включить галочку Interior boundaries иначе внутренние границы будут недоступны. Во вкладке Coefficients надо выбрать вид граничных условий и указать в соответствующих полях коэффициенты ГУ. На рисунке показан пример задания граничного условия третьего рода. В поле Equation выводится соответствующее уравнение.

Как и в окне Subdomain Settings в окне Boundary Settings по следней версии программы - С OMSOL 3.2 появились вкладки Groups и Color присваивающие границам с различными ГУ разные цвета. В режиме расчета теплопереноса излучением в модуле General Heat Transfer , кроме группировки по свойствам теплообмена, для экономии вычислительных ресурсов, появляется группировка по взаимодействующим границам. То есть принято, что обмениваются излучением («видят друг друга») только границы принадлежащие к одной группе. Эта группа задаётся отдельным полем Member of Group(s) во вкладке Boundary Condition .

В некоторых моделях (в основном связанных с электричеством) кроме свойств на границе необходимо задавать свойства ребер и точек. В режиме Fluid Flow>Incompressible Navier-Stokes так же необходимо задавать давление в точке.

Часто при моделировании сложных систем, например радиоэлектронных аппаратов кассетного типа, выделяют элементарный объем и проводят расчет для этого элементарного объема. Для корректного расчета необходимо задать особый вид граничных условий – периодические граничные условия. В программе они задаются с помощью команды меню Physics > Periodic Condition . Кроме условий на границе Boundary требуется задать периодические свойства для точек Point и в некоторых режимах для ребер Edge . Настройки этих окон позволяют задать зависимость противоположных границ элементарного объема.

Для некоторых классов мультифизических задач, где надо связать два объекта с разным типом сетки (например, прямоугольную сетку в одной части системы с треугольной в другой) и граничными условиями Неймана можно применять условия идентичности Physics >Identity Conditions .

В COMSOL 3.2 есть много возможностей гибкой настройки системы под каждую конкретную задачу. Можно изменять систему Дифференциальных Уравнений в Частных Производных ( PDE ). Для этого служит группа команд Physics > Equation system . Эти команды позволяют в широких пределах изменять исходные PDE , способы задания начальных и граничных условий, а также параметры конечных элементов.

Рассмотрим на примере уравнения теплопереноса. В общем виде нестационарный процесс переноса выражается в коэффициентной форме данным уравнением:

В прикладных режимах это уравнение представляется в упрощенном виде без лишних членов. Например, нестационарное уравнение теплопроводности (режим Heat Transfer > Conduction ) выглядит так:

То есть Ca , альфа , бета , гамма и a равны нулю. C учетом конвекции в режиме Heat Transfer > Convection and Conduction добавляется коэффициент альфа=ро*Cp*u (где u поле скоростей) и уравнение выглядит так:

Для быстропротекающих тепловых процессов, где закон Фурье уже не работает, добавляется коэффициент Сa со второй производной по времени от температуры, стандартный прикладной режим теплопереноса его учитывать не будет.

Чтобы самостоятельно добавить значения необходимых коэффициентов открываем окно Physics > Equation system > Subdomain settings или Ctrl + F8 , здесь можно для каждой области ( Subdomain ) задать в прямом виде значение любого коэффициента PDE или же изменить формулу вычисления коэффициентов. У каждой области для которой мы примем изменения, появится значок замка. Он будет виден и из окна Physics > Subdomain settings . Приоритет всех значений у окна Physics > Equation system > Subdomain settings , поэтому надо проверять какие коэффициенты уже здесь указаны, а лишь потом задавать материальные свойства в Physics > Subdomain settings . Сбросить все изменения системы уравнений можно кнопкой Reset Equation .

Для изменения формул ГУ служит окно Physics>Equation system>Boundary settings или Ctrl+F7 . Работа с ним аналогична предыдущему.

С помощью команды Physics > ODE settings в COMSOL 3.2 можно добавить любые Обыкновенные Дифференциальные Уравнения.

 



Last modified: 2005/12/01
©2005 Biryulin Gabriel, Heatlab, All Rights Reserved.
Дизайнер Comsol Page
Hosted by uCoz