نرم افزار کامسول مولتی فیزیک comsol

جریان دوفازی با تعامل سیال-ساختار – Two-Phase Flow with Fluid-Structure Interaction

مثال زیر تکنیک‌هایی برای مدل‌سازی تعامل مایع با ساختاری شامل دو فاز مایع را در کامسول مالتی‌فیزیک نشان می‌دهد. این مثال نشان می‌دهد که چگونه یک مایع سنگین‌تر می‌تواند با استفاده از تکنیک دلخواه لاگرانژی-اویلری (ALE) به همراه دو مرحله جریان، کاربرد فاز زمینه، حرکت را در یک مانع القا کند.

نرم افزار کامسول مولتی فیزیک comsol

جریان‌سنج فراصوت با پیکره‌بندی زمان پرواز کلی – Ultrasound Flowmeter with Generic Time-of-Flight Configuration

دانستن سرعت یک سیال در حال حرکت در کلیه مواردی که از این سیال برای انتقال مواد یا انرژی استفاده می‌شود بسیار مهم است. در روش زمان پرواز یا زمان گذر برای تعیین سرعت جریان، یک سیگنال فراصوتی در سراسر جریان اصلی در یک لوله منتقل شده تا به طور غیر تهاجمی سرعت آن را تعیین کند. با انتقال سیگنال در یک زاویه نسبت به جریان اصلی، سیگنال فراصوت در صورت حرکت در جهت جریان اصلی، سریع‌تر از سرعت صدا حرکت کرده و در صورت حرکت در مقابل آن کندتر از سرعت صدا می‌شود. تفاوت زمان سفر در دو جهت به صورت خطی با سرعت جریان اصلی افزایش می‌یابد. جریان‌سنجی از این نوع، خصوصاً در تنظیمات صنعتی، کاربردهای بسیاری را پیدا می‌کند.

نرم افزار کامسول

تشدیدگر هلمهولتز با جریان: تعامل جریان و آکوستیک – Helmholtz Resonator with Flow: Interaction of Flow and Acoustics

تشدیدگرهای هلمولتز در سیستم‌های اگزوس استفاده می‌شوند؛ زیرا می‌توانند باند فرکانس باریک خاصی را کاهش دهند. وجود جریان در سیستم، خصوصیات آکوستیک تشدیدگر و تلفات انتقالی زیرسیستم را تغییر می‌دهد. در این مدل آموزشی، یک تشدیدگر هلمهولتز به عنوان شاخۀ جانبی یک مجرای اصلی قرار دارد. تلفات انتقالی از طریق مجرای اصلی هنگام معرفی یک جریان بررسی می‌شود.

نرم افزار کامسول

اثر متقابل ساختار سیال در اکستروژن آلومینیوم – Fluid-Structure Interaction in Aluminum Extrusion

در فرآیندهای عظیم شکل‌گیری مانند نورد یا اکستروژن، آلیاژهای فلزی در حالت جامد گرم با مواد موجود در شرایط ایده‌آل پلاستیک تغییر شکل می‌یابند. چنین فرآیندهایی را می‌توان با استفاده از دینامیک سیال محاسباتی، جایی که ماده به عنوان سیال با ویسکوزیتۀ بسیار بالا در نظر گرفته می‌شود، بستگی به سرعت و دما در نظر گرفت. اصطکاک داخلی مواد در حال حرکت به عنوان یک منبع گرما عمل می‌کند، به طوری که معادلات انتقال حرارت کاملاً با آن‌هایی که حاکم بر بخش دینامیک سیال هستند همراه است. این رویکرد به ویژه هنگامی که تغییر شکل‌های بزرگ درگیر باشد، سودمند است.

نرم افزار کامسول comsol

جریان‌سنج اثر پیچشی: شبیه‌سازی FSI در دامنه فرکانس – Coriolis Flowmeter: FSI Simulation in the Frequency Domain

     این مدل نحوۀ شبیه‌سازی یک جریان‌سنج اثر پیچشی با هندسۀ خمیده را نشان می‌دهد. هنگامی که مایع از ساختار الاستیک (یک مجرای خمیده) عبور می‌کند، هنگام ارتعاش با حرکت مجرا ارتباط برقرار می‌کند. اختلاف فاز بین تغییر شکل دو نقطه در مجرا ناشی از اثر پیچشی است و می‌توان از آن برای ارزیابی میزان گردش جرم از طریق سیستم استفاده کرد.

کامسول

بوش آکوستیک با جریان پیش‌زمینه تراشنده – Acoustic Liner with a Grazing Background Flow

این مدل نحوۀ محاسبۀ خواص صوتی یک بوش آکوستیک با یک جریان تراشنده را نشان می‌دهد. آستر از هشت طنین‌انداز با شکاف‌های نازک تشکیل شده است. جریان تراشندۀ پس‌زمینه در شماره ماخ  0.3 است. سطح فشار صوت در بالای آستانه محاسبه شده و می‌تواند با نتایج حاصل از یک مقالۀ تحقیقاتی منتشر شده مقایسه شود.

کامسول

ترموفورز – Thermophoresis

هنگامی که یک شیب دما در یک گاز وجود داشته باشد، ذرات معلق تمایل دارند از مناطقی با درجه حرارت بالا به پایین منتقل شوند. نیرویی که این اثر را ایجاد می‌کند، نیروی ترموفورزی نامیده می‌شود. مولکول‌های گازی که با ذره‌ای از سمت گرم برخورد می‌کنند دارای سرعت بالاتری نسبت به سمت سرد هستند که این امر منجر به ایجاد نیروی خالص به سمت مناطق سرد می‌شود. این اثر می‌تواند برای ایجاد رسوب گرمای حرارتی مورد استفاده قرار گیرد که می‌تواند ذرات نامطلوب را از یک گاز خوراک فیلتر کند. همچنین می‌توان از آن در رسوب شیمیایی بخار استفاده کرد و مانع از ورود آلاینده‌های ذرات بر روی سطح یک گیرنده شد. این مدل اندازۀ یک منطقۀ عاری از ذرات را در بالای یک سوسکتور گرم برای شیب‌های مختلف دما شبیه‌سازی می کند.

کامسول

جداسازی گلبول‌های قرمز – Red Blood Cell Separation

دی‌الکتروفوروز (DEP) هنگامی اتفاق می‌افتد که نیرویی بر روی یک ذرۀ دی‌الکتریک اعمال شود؛ زیرا این ماده در معرض میدان الکتریکی غیر یکنواخت قرار دارد. DEP کاربردهای بسیاری در زمینه دستگاه‌های پزشکی دارد که برای حسگرهای زیستی، تشخیصی، دستکاری ذرات و تصفیه (مرتب‌سازی)، مونتاژ ذرات و موارد دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کامسول

فرسایش لوله به دلیل ذرات آلوده – Pipe Erosion due to Contaminant Particles

رابط ردیابی ذرات برای جریان سیال برای محاسبۀ فرسایش خم لوله استفاده می‌شود. مقدار مواد از دست رفته با استفاده از مدل‌های فرسایشی مختلف محاسبه می‌شود.

کامسول

ردیابی ذرات در میکروهم‌زن – Particle Tracing in a Micromixer

میکروهم‌زن‌ها بسته به میزان مخلوط‌کردن مورد نیاز و مقیاس طول، می‌توانند ثابت یا پویا باشند. برای هم‌زن‌های ایستا، عدد رینولدز باید زیاد باشد تا القای اختلال در اختلاط شود. غالباً میکروهم‌زن‌ها به دلیل اندازۀ مشخصۀ کوچک، در رژیم جریان چندلایه فعالیت می‌کنند. انتشار یک املاح در مایع در حال جریان نیز ممکن است از اندازۀ 10-10m² / s بسیار کوچک باشد. این نتیجه می‌تواند مقیاس‌های طول را به ترتیب مترها مخلوط کند – برای دستگاه میکروسکوپ به وضوح غیرقابل قبول است. هم‌زن‌های ایستا سعی می‌کنند با افزودن عناصر اختلاط، مشکل را کاهش داده تا گرداب را به جریان وارد کنند. یک هم‌زن پویا برای تقویت روند اختلاط از تیغه‌های چرخشی استفاده کرده و دستگاه‌های با مقیاس کوچک‌تر را امکان‌پذیر می‌کند. یکی از مضرات بزرگ یک هم‌زن پویا این است که قطعات متحرک مورد نیاز است. در این مدل از رابط‌های چرخش ماشین، جریان لایه‌ای و ذرات ردیابی برای رابط جریان سیال استفاده شده است.