
COMSOL套管湍流计算模型:获取套管内部流体流速与压力分布
COMSOL这货搞湍流仿真真是越用越上头。最近在折腾油气运输套管的设计优化,发现它家处理复杂
流动场景确实有一套。今天就唠唠怎么用COMSOL的CFD模块整活套管内部的湍流模拟,特别是流速场和压
力场的可视化骚操作。
先来点硬核的——模型搭建核心代码:
```java
// 创建几何
model.geom.create("geom1", 3);
model.geom("geom1").feature().create("cyl1", "Cylinder");
model.geom("geom1").feature("cyl1").set("r", "0.05"); // 半径5cm
model.geom("geom1").feature("cyl1").set("h", "10"); // 长度10m
// 启用k-ε湍流
model.physics.create("turb", "SinglePhaseTurbulentFlow", "geom1");
model.physics("turb").feature("turb1").set("model", "ke");
```
这段代码构建了基础几何模型并激活了k-ε湍流模型。注意套管尺寸参数要根据实际工况调整,特
别是半径设置得不对的话,雷诺数分分钟超出湍流临界值,算出来的结果直接扑街。
边界条件设置是重头戏。入口速度边界建议用抛物线分布更贴近真实流动:
```java
model.physics("turb").feature("inlet").set("U0", "2*(1-(r/0.05)^2)"); // 最大速度2m/
s
model.physics("turb").feature("inlet").set("k", "0.003*(U0^2)"); // 湍流动能
model.physics("turb").feature("inlet").set("epsilon", "0.09*(k^1.5)/0.07"); // 耗散
率
```
这里用了经典的湍流强度估算法,入口处的k和epsilon参数设置直接关系到计算稳定性。新手常犯
的错是直接填默认值,结果迭代50步就发散,别问我怎么知道的...
网格划分建议用边界层网格+自由四面体混合模式:
```java
model.mesh("mesh1").feature().create("boundLyr", "BoundaryLayer");