电脑一台(性能较好为宜);
COMSOL软件;
研究模型的物理参数;
选择“空间维度”和“物理场”,本次选择“三维”空间维度,因为研究热传导,因此选择“固体传热”物理场。
对物理场设置完成后,点选英争舍下方“研究”,对仿真域进行选择,我们为了研究热传导随时间的变化,本次选择“瞬态”求解睡哨域。选择“完成”,进入软件主界面。
进入主界面后,我们看到软件上部为菜单栏,左部为模型开发器,中部为设置菜单,右部为图形界面。我们在模型开发器中,右键“几何”,选择合适的几何图形,建立三维模型。我们选择下部为圆柱体,上部为正方体的一个实验部件。
在设置菜单中,我们可以对材料尺寸进行设置。在以后的建模过程中,模型参数根据实际实验设备的几何、物理参数进行设置。几何参数设置完成后,点选设置菜单栏左上角的“构建选定”按钮,可以得到右侧的几何模型图。
建立模型之后,我们在模型开发器中,右键“材料”,选择“添加材料”,我们可以在材料库中选择相应的材料,对应的材料参数是软件集成的,所以使用起来比较随讨方便。我们选择铜材料“Copper”。
完成材料设置之后,我们对模型物理场参数进行设置。我们选用的是“固体传热”物理场。我们设置上下边界的温度分别为120℃和20℃。
设置完物理场参数后,对模型进行有限元网格剖分。我们选择自由剖分四面体网格,在设置菜单的左上角选择“构建选定”,可以检查所剖分的结果。
完成网格设置之后,我们对求解器进行设置,我们选用瞬态求解器,用来研究随时间变化情况。设置研究时间为10s,步长设置为1s,即每隔1s求得一次结果。
点击上部菜单栏中左侧的“计算”按钮,进行有限元仿真计算。
计算完成后,在左侧“结果”栏中对数据进行调取,可以得到不同情况的仿真结果。我们可以得到整个实验设备的温度变化情况,也可以得到内部每个试验点的温度结果。
我们在“结果”栏的数据集中,选择一点,设定其坐标,可以得到改点温度随时间变化曲线。
以上就是利用有限元软件COMSOL Multiphysics进行有限元模型的建立过程,希望本文对您有所帮助。祝大家身体健康,工作顺利,学业进步!
我们在建立模型之前,需要掌握实验设备的物理参数,包括几何参数,材料参数等。