应用COMSOL Multiphysics建立裂隙流模型

该算例来自comsol自带算例,

C:\Program Files\COMSOL\Multiphysics\applications\Subsurface_Flow_Module\Fluid_Flow\ discrete_fracture.mph

 

模型建立流程

1. 设置求解环境

(1)启动Comsol Multiphysics,在“新建”任务窗格中单击“模型导向”。

(2)在“选择空间维度”任务窗格中单击“三维”选项,在打开的“选择物理场”任务窗格中单击“流体流动”|“多孔介质和地下水流”|“Darcy定律(dl)”模块,单击“增加”按钮,然后单击“研究”按钮。

(3)在“选择研究”任务窗格中单击 “预置研究”|“瞬态”选项,然后单击“完成”按钮,进入“模型开发器”界面。

2.模型创建

(1)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,右击“定义”,在弹出的快捷菜单选择“变量”。选择”变量”,在“设定”任务窗格中设定“长度单位”为“m”。

(2)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,选择“几何1”,在弹出的快捷菜单中选择“工作平面”命令。

(3)选择“工作平面1”|“平面几何”,右击“平面几何”,在弹出的快捷菜单中选择“贝氏多线段”命令。选择“贝氏多线段”,在右侧“设定”任务窗格中设定贝氏多线段参数,点击“全部构建”。同理增加贝氏多线段2,设定参数。

(4)选择“工作平面1”|“平面几何”,右击“平面几何”在弹出的快捷菜单中选择“长方体”命令。

(5)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,选择“几何1” |“工作平面1”,右击“平面几何”,在弹出的快捷菜单中选择“布尔运算与分割”|“差集”。然后在”设定”任务窗格中设定“差集”输入对象。

(6)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,选择“几何1”|“形成联合体”,在“设定”任务窗格中点击“全部构建”。

在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,选择“几何1”,右击“工作平面”,在弹出的快捷菜单中选择“拉伸”。然后在“设定”任务窗格中设定“拉伸”参数,点击“构建所有对象”。

4.  Darcy定律设置

(1)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”|“Darcy定律”选项中,选择“初始值1”,在“设定”任务窗格中设定参数。

(2)在“主菜单”中选择“物理场”|“域”|“流体和基本属性”,单击“流体和基本属性”增加到组件1。同理选择选择“物理场”|“域”|“储水模型”增加到组件1。

(3)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,选择“Darcy定律(dl)”|“储水模型1”,在右侧“设定”任务窗格中设置参数。

(4)在“主菜单”中选择“物理场”|“边界”|“裂隙流”,单击“裂隙流”增加到组件1。

在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,选择“Darcy定律(dl)”|“裂隙流”,在右侧“设定”任务窗格中输入对象(中间裂隙)。

(5)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,选择“Darcy定律(dl)”,右击“裂隙流1”,在弹出的快捷菜单中选择“储水模型”。选择“储水模型”,在右侧“设定”任务窗格中设定参数。

(6)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,选择“Darcy定律(dl)”,右击“裂隙流1”,在弹出的快捷菜单中选择“压力”。选择“压力1”,在右侧“设定”任务窗格中设定参数。同理增加压力2,选择“压力2”,在右侧“设定”任务窗格中设定参数。

5. 网格参数设置

在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,右击”网格1”,在弹出的快捷菜单中选择”*剖分四面体网格”。选择“网格1”|“尺寸”, 在“设定”任务窗格中设定“单元尺寸”为“粗化”。选择“网格1”|“*剖分四面体网格1”,在“设定”任务窗格中选择“全部构建”。

7. 求解设置

在“模型开发器”任务窗格的“研究1”选项中,选择“研究1”,在”设定”任务窗格中,单击“计算”。

8. 结果分析

(1)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”|“结果”选项中,选择“压力(dl),在“设定”任务窗格中,选择时间1000s,选择“切片1”,在“设定”任务窗格中设定参数,点击“绘制”,即可得到压力切片图。

应用COMSOL Multiphysics建立裂隙流模型
压力切片结果图

 

 

(2)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”|“结果”选项中,选择“压力(dl)1,在“设定”任务窗格中,选择时间1000s,在“设定”任务窗格中设定参数,点击“绘制”,即可得到压力表面图。

 

应用COMSOL Multiphysics建立裂隙流模型
压力表面图

 

 

(3)在“模型开发器”任务窗格的“组件1”选项中,右击“结果”,在弹出的快捷菜单中选择“三维绘图组”命令,选择“三维绘图组”在“设定”任务窗格中设定参数。右击“裂隙压力等值面图”, 在弹出的快捷菜单中选择“等值面”命令,选择“等值面”,在“设定”任务窗格中设定参数。右击“裂隙压力等值面图”, 在弹出的快捷菜单中选择“面箭头”命令。点击“绘制”,得到裂隙压力等值面图。

应用COMSOL Multiphysics建立裂隙流模型

 

应用COMSOL Multiphysics建立裂隙流模型
不同角度裂隙压力等值面图

 

作者:ZhaoH