comsol流固藕合的案例,求帮助

一直找不到相关的comsol(6.0版)案例
上层是水,流过薄膜(图中绿色部分),下面空腔里是空气,想看到流体引起薄膜的振动

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边界条件自己设置
本人初学者,希望有人帮忙做一个成功的算例出来,然后让我知道具体的流程和设置,说清楚物理场接口选择、入口和固定约束等设置。能提供mph文件的最好。

该回答内容部分引用GPT,GPT_Pro更好的解决问题
你需要做的comsol流固耦合的案例是一个上层是水,流过绿色的薄蜡,下面空腔里是空气的案例,想看到流体引起薄蜡的振动。

首先,在Comsol中新建一个模型,并选择流固耦合模型,由于在这里是流体和固体耦合计算,因此需要使用Fluid-Structure Interaction(FSI)技术。

其次,定义几何参数。在本例中,需要定义一个空腔形状的几何体,它的上面有一层水,底部有一层空气,中间有一层绿色的薄蜡。可以使用Comsol中的几何工具来定义这三个部分的几何参数。

然后,需要定义相应的物理参数。在本例中,我们需要定义三个不同的物理参数:水、空气和薄蜡。我们可以使用Comsol中的物理模型来定义这三者的物理参数,包括密度、粘度、表面张力等等。

最后,我们需要定义相应的边界条件。在这个例子中,我们需要定义水、空气和薄蜡三个物理量之间的流动速度、表面张力、渗透性等。我们可以使用Comsol中的边界条件工具来定义这些参数。

最后,我们就可以运行模型了。当模型运行完成后,我们就可以看到流体引起薄蜡的振动了。
如果回答有帮助,望采纳。

该回答引用ChatGPT

以下是一个简单的 COMSOL Multiphysics 6.0 版本的案例,展示了流体通过薄膜时引起的振动。

1、创建模型
首先在 COMSOL Multiphysics 中创建一个新的模型,并添加一个 2D 坐标系。然后添加一个 "Inlet" 和一个 "Outlet" 边界,分别表示流体的进口和出口。

2、定义物理场
在模型中添加 "Fluid Dynamics" 物理场,指定为 "Laminar Flow"。然后将 "Inlet" 定义为进口,"Outlet" 定义为出口。根据实际情况,指定流体的密度、粘度、速度等参数。

3、添加几何体
根据需要添加一个薄膜,可以通过绘制多边形来创建,也可以使用 CAD 工具导入。然后将其设置为固体,添加到模型中。

4、定义边界条件
对薄膜表面添加 "Wall" 边界,表示固体壁面。根据需要设置其他边界条件,如入口和出口的速度、压力等。

5、添加物理场耦合
在 "Multiphysics" 栏目下,添加 "Solid Mechanics" 物理场,并将其耦合到 "Fluid Dynamics" 物理场上。通过耦合,可以将流体的压力和固体的位移联系起来,使得固体受到流体的作用。

6、运行模型
设置求解器和求解参数,然后运行模型。COMSOL Multiphysics 将自动求解流体和固体的运动方程,并给出流体通过薄膜时引起的振动情况。可以通过调整物理场、边界条件和几何体等参数来进一步优化模型,以获得更准确的结果。

参考GPT和自己的思路,好的,我可以为您提供一个 COMSOL 流固耦合的案例,并解释具体的流程和设置步骤。

首先,我们需要创建一个新的 COMSOL 模型,选择“3D”模型,选择“流体力学”和“结构力学”模块,然后命名您的模型。

第一步:创建几何模型
在“几何”选项卡中,选择“立方体”,创建一个长方体,长10cm,宽5cm,高5cm。在立方体上方创建一个薄膜,薄膜的宽度为5cm,长度为10cm,厚度为0.1mm。使用“挤压”操作将薄膜放置在长方体的顶部,以便它与长方体紧密相连。
第二步:设置材料属性
在“材料”选项卡中,选择“水”和“空气”作为流体和固体的材料。设置薄膜的材料属性,包括杨氏模量,泊松比和密度。假设薄膜是由铝制成的,因此我们将杨氏模量设置为70GPa,泊松比设置为0.33,密度设置为2700 kg/m3。

第三步:设置物理场
在“物理场”选项卡中,选择“自由流”和“固体力学”作为流体和固体的物理场。设置流体和固体的边界条件。
对于流体区域,我们将左侧边界设置为入口,右侧边界设置为出口,上方和下方边界设置为无滑移和无法渗透的壁面。您可以使用默认值或按照自己的要求进行调整。

对于固体区域,我们将底部边界设置为固定边界,即边界不受任何外力作用。我们将右侧和左侧边界设置为自由边界,即没有约束。最后,我们将上侧边界设置为自由边界,并将它与薄膜相连接。这将使薄膜能够在流体的作用下自由振动。

第四步:网格划分
在“网格”选项卡中,选择“自动生成”选项,以便 COMSOL 自动为您生成适当的网格。您也可以根据需要手动进行网格划分。对于这个简单的模型,自动生成的网格足够精细。
第五步:求解模型
在“求解”选项卡中,选择稳态模拟,将求解器选择为“流体力学”和“结构力学”模块共同使用的“强耦合”求解器。选择适当的求解参数,例如相对公差和最大迭代次数。在这里,我们建议将最大迭代次数设置为10000。

第六步:设置结果和后处理
在“结果”选项卡中,您可以选择您想要查看的结果。例如,您可以选择查看流场速度矢量、压力分布、流量和薄膜的振动频率和振幅。您还可以创建结果图像和动画。

在后处理方面,您可以使用“切片图”来查看沿任意平面的流场速度、压力和其他参数的分布。您还可以使用“曲线图”来绘制任意位置的速度和压力随时间的变化情况。

最后,您可以导出结果数据,例如速度矢量、压力分布和薄膜振动的频率和振幅。这些数据可以用于后续分析或生成报告。

这是一个基本的流固耦合案例的示例。当然,如果您需要更复杂的模型,您可能需要花更多的时间来进行几何建模、材料属性和物理场设置。但是,这个示例可以为您提供一个很好的起点,以了解 COMSOL 流固耦合的工作原理和设置步骤。

以下是一个可能的 COMSOL 模型的基本示例代码,其中包含了上面提到的设置步骤。

% 模型设置
import com.comsol.model.*
import com.comsol.model.util.*

model = ModelUtil.create('Model');

% 物理场
model.physics.create('spf', 'SinglePhaseFree');
model.physics('spf').selection.set([1 2]);

% 几何和网格
model.geom.create('geom', 3);
model.geom('geom').lengthUnit('mm');
model.geom('geom').create('blk', 'Block');
model.geom('geom').feature('blk').set('size', [20 2 5]);
model.geom('geom').run;

model.mesh.create('mesh');
model.mesh('mesh').autoMeshSize(1);
model.mesh('mesh').run;

% 边界条件
model.physics('spf').create('inl', 'InletBoundary', 1);
model.physics('spf').feature('inl').selection.set([3]);
model.physics('spf').feature('inl').set('v', {'1'; '0'; '0'});

model.physics('spf').create('out', 'OutletBoundary', 1);
model.physics('spf').feature('out').selection.set([4]);

model.physics('spf').create('sym1', 'Symmetry', 1);
model.physics('spf').feature('sym1').selection.set([1]);

model.physics.create('solid', 'SolidMechanics', 'geom');
model.physics('solid').selection.set([2]);

model.physics('solid').create('fix1', 'Fixed', 1);
model.physics('solid').feature('fix1').selection.set([6]);

model.physics('solid').create('fix2', 'Fixed', 1);
model.physics('solid').feature('fix2').selection.set([5]);

% 流固耦合
model.physics.create('fsi', 'FluidStructureInteraction', 'geom');
model.physics('fsi').selection.set([1 2]);

model.physics('fsi').feature.create('fls1', 'Fluid', 1);
model.physics('fsi').feature.create('slv1', 'Solid', 1);

model.physics('fsi').feature('fls1').selection.set([3]);
model.physics('fsi').feature('fls1').set('rho', '1000[kg/m^3]');
model.physics('fsi').feature('fls1').set('mu', '0.001[Pa*s]');
model.physics('fsi').feature('fls1').set('v', {'u'; 'v'; 'w'});

model.physics('fsi').feature('slv1').selection.set([2]);
model.physics('fsi').feature('slv1').set('E', '1e9[Pa]');
model.physics('fsi').feature('slv1').set('nu', '0.3');

model.physics('fsi').feature.create('itf1', 'Interface', 1);
model.physics('fsi').feature('itf1').selection.set([2 3]);
model.physics('fsi').feature('itf1').set('filename', 'interface1.dat');

model.physics('fsi').feature('fls1').create('flow1', 'Incompressible', 1);

% 求解器
model.sol.create('sol1');
model.sol('sol1').study('std1');
model.sol('sol1').attach('std1');

model.sol('sol1').create('st1', 'StudyStep');
model.sol('sol1').feature('st1').set('study', 'std1');
model.sol('sol1').feature('st1').set('studystep', 'time');
model.sol('sol1').feature('st1').set('tlist', 'range(0,0.01,2)');
model.sol('sol1').feature('st1').set('plot', 'off');

model.sol('sol1').create('v1', 'Variables');
model.sol('sol1').feature('v1').set('control', 'time');
model.sol('sol1').feature('v1').set('cname', 'Time');
model.sol('sol1').feature('v1').set('unit', 's');
model.sol('sol1').feature('v1').set('solvertype', 'sol');

model.sol('sol1').create('t1', 'Time');
model.sol('sol1').feature('t1').set('tlist', 'range(0,0.01,2)');
model.sol('sol1').feature('t1').set('plot', 'off');
model.sol('sol1').feature('t1').set('plotfreq', 'tout');
model.sol('sol1').feature('t1').set('probesel', 'all');
model.sol('sol1').feature('t1').set('probes', {});
model.sol('sol1').feature('t1').set('atolglobalvaluemethod', 'manual');
model.sol('sol1').feature('t1').set('atolglobalvalue', 1.0e-4);

model.sol('sol1').create('s1', 'Stationary');
model.sol('sol1').feature('s1').set('studystep', 'time');
model.sol('sol1').feature('s1').set('plot', 'on');
model.sol('sol1').feature('s1').set('atolglobalvaluemethod', 'manual');
model.sol('sol1').feature('s1').set('atolglobalvalue', 1.0e-4);

model.sol('sol1').create('su1', 'StoreSolution');
model.sol('sol1').feature('su1').set('studystep', 'time');
model.sol('sol1').feature('su1').set('solnum', 'last');
model.sol('sol1').feature('su1').set('filename', 'Model_1');

model.sol('sol1').create('st2', 'StudyStep');
model.sol('sol1').feature('st2').set('study', 'std1');
model.sol('sol1').feature('st2').set('studystep', 'freq');
model.sol('sol1').feature('st2').set('freq', '1');
model.sol('sol1').feature('st2').set('plot', 'off');

model.sol('sol1').create('v2', 'Variables');
model.sol('sol1').feature('v2').set('control', 'freq');
model.sol('sol1').feature('v2').set('cname', 'Frequency');
model.sol('sol1').feature('v2').set('unit', 'Hz');
model.sol('sol1').feature('v2').set('solvertype', 'sol');

model.sol('sol1').create('f1', 'Frequency');
model.sol('sol1').feature('f1').set('nummodes', '1');
model.sol('sol1').feature('f1').set('shift', '0');
model.sol('sol1').feature('f1').set('control', 'freq');
% 物理场
model.physics.create('spf', 'TurbulentFlow', 'geom');
model.physics('spf').field('flow_velocity').set('u_init', '1');
model.physics('spf').create('inl', 'Inlet');
model.physics('spf').feature('inl').selection.set([1]);
model.physics('spf').create('out', 'Outlet');
model.physics('spf').feature('out').selection.set([2]);
model.physics('spf').create('walls', 'Wall', 2);
model.physics('spf').feature('walls').selection.set([3 4]);
model.physics('spf').create('turb', 'kEpsilon');
model.physics('spf').feature('turb').selection.set([3 4]);
model.physics('spf').create('pr1', 'Pressure');
model.physics('spf').feature('pr1').selection.set([2]);

model.physics.create('sf', 'SolidMechanics', 'geom');
model.physics('sf').create('fix1', 'Fixed', 2);
model.physics('sf').feature('fix1').selection.set([9]);
model.physics('sf').create('fix2', 'Fixed', 2);
model.physics('sf').feature('fix2').selection.set([10]);
% 网格设置
model.mesh('mesh1').create('ftri23', 'FreeTri');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').selection.geom('geom1', 3);
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').selection.set([3]);
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').create('size1', 'Size');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').create('map1', 'Map');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').create('dis1', 'Distribution');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('size1').selection.geom('geom1', 3);
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('size1').selection.set([3]);
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('size1').set('custom', 'on');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('size1').set('hmax', '0.01');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('size1').set('hmin', '0.005');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('size1').set('hnarrow', '0.5');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('map1').set('blend', '0.15');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('dis1').set('type', 'predefined');
model.mesh('mesh1').feature('ftri23').feature('dis1').set('elemcount', '19');
model.mesh('mesh1').create('ftri24', 'FreeTri');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').selection.geom('geom1', 3);
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').selection.set([4]);
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').create('size1', 'Size');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').create('map1', 'Map');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').create('dis1', 'Distribution');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('size1').selection.geom('geom1', 3);
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('size1').selection.set([4]);
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('size1').set('custom', 'on');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('size1').set('hmax', '0.01');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('size1').set('hmin', '0.005');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('size1').set('hnarrow', '0.5');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('map1').set('blend', '0.15');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('dis1').set('type', 'predefined');
model.mesh('mesh1').feature('ftri24').feature('dis1').set('elemcount', '19');
model.mesh('mesh1').create('ftri25', 'FreeTri');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').selection.geom('geom1', 3);
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').selection.set([5]);
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').create('size1', 'Size');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').create('map1', 'Map');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').create('dis1', 'Distribution');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('size1').selection.geom('geom1', 3);
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('size1').selection.set([5]);
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('size1').set('custom', 'on');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('size1').set('hmax', '0.01');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('size1').set('hmin', '0.005');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('size1').set('hnarrow', '0.5');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('map1').set('blend', '0.15');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('dis1').set('type', 'predefined');
model.mesh('mesh1').feature('ftri25').feature('dis1').set('elemcount', '19');
model.mesh('mesh1').create('ftri26', 'FreeTri');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').selection.geom('geom1', 3);
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').selection.set([6]);
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').create('size1', 'Size');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').create('map1', 'Map');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').create('dis1', 'Distribution');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('size1').selection.geom('geom1', 3);
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('size1').selection.set([6]);
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('size1').set('custom', 'on');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('size1').set('hmax', '0.01');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('size1').set('hmin', '0.005');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('size1').set('hnarrow', '0.5');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('map1').set('blend', '0.15');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('dis1').set('type', 'predefined');
model.mesh('mesh1').feature('ftri26').feature('dis1').set('elemcount', '19');

% 建立流固耦合接口
model.physics('w').create('solid1', 'SolidMechanics', 'geom1');
model.physics('w').feature('solid1').selection.set([7]);
model.physics('w').create('fluid1', 'IncompressibleFlow', 'geom1');
model.physics('w').feature('fluid1').selection.set([1]);
model.physics('w').create('fs1', 'FluidSolidInterface', 'geom1');
model.physics('w').feature('fs1').selection.set([2]);
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_method', 'level_set');
model.physics('w').feature('fs1').set('level_set_fsi_type', 'explicit');
model.physics('w').feature('fs1').set('geom_include_induced_velocity', 'on');
model.physics('w').feature('fs1').set('fluid_side', 'fs');
model.physics('w').feature('fs1').set('solid_side', 'fs');
model.physics('w').feature('fs1').set('solid_in_solid', 'on');
model.physics('w').feature('fs1').set('time_type', 'explicit');
model.physics('w').feature('fs1').set('eta_solid_normalization', 'one');
model.physics('w').feature('fs1').set('u_solid_normalization', 'one');
model.physics('w').feature('fs1').set('p_solid_normalization', 'one');
model.physics('w').feature('fs1').set('zeta_solid_normalization', 'one');
model.physics('w').feature('fs1').set('v_solid_normalization', 'one');
model.physics('w').feature('fs1').set('pressure_unit', 'Pa');
model.physics('w').feature('fs1').set('speed_unit', 'm/s');
model.physics('w').feature('fs1').set('length_unit', 'm');
model.physics('w').feature('fs1').set('rho_fluid', '1000');
model.physics('w').feature('fs1').set('rho_solid', '1200');
model.physics('w').feature('fs1').set('eta_solid', {'1e9'});
model.physics('w').feature('fs1').set('eta_fluid', {'1e-3'});
model.physics('w').feature('fs1').set('zeta_solid', {'1e-2'});
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_level_set_variable', 'fsi_level_set');
model.physics('w').feature('fs1').set('zeta_fluid', {'0.1'});
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_level_set_expression', 'r-0.5*sqrt((x-0.5)^2+(y-0.5)^2)');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_level_set_negative', 'on');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_level_set_method', 'gauss');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_use_subgrid', 'on');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_subgrid_method', 'linear');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_subgrid_resolution', '2');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_subgrid_smoothing', 'on');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_subgrid_smoothing_width', '5');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_use_solid_interpolation', 'off');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_interpolation_method', 'linear');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_subgrid_correction', 'off');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_wall_viscosity', '1');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_structure_smoothing', 'on');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_structure_smoothing_width', '5');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_use_fluid_volume_fraction', 'off');
model.physics('w').feature('fs1').set('h', {'hfluid'; 'hsolid'});
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_forces_unit', 'N');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_forces_unit', 'N');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_displacement_unit', 'm');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_velocity_unit', 'm/s');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_acceleration_unit', 'm/s^2');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_displacement_unit', 'm');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_velocity_unit', 'm/s');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_acceleration_unit', 'm/s^2');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_time_unit', 's');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_boussinesq_force_unit', 'N');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_boussinesq_temperature_unit', 'K');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_buoyancy_ratio', 'betaT_ref');
model.physics('w').feature('fs1').set('beta', '-1/T_ref');
model.physics('w').feature('fs1').set('T_ref', '300[K]');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_heat_transfer_coefficient_unit', 'W/(m^2K)');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_thermal_conductivity_unit', 'W/(m*K)');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_temperature_unit', 'K');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_temperature_unit', 'K');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_heat_flux_unit', 'W/m^2');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_nusselt_number_unit', '1');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_reynolds_number_unit', '1');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_pumping_power_unit', 'W');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_force_density_unit', 'N/m^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_subgrid_width_unit', 'm');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_volume_fraction_unit', '1');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_volume_fraction_unit', '1');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_subgrid_length_unit', 'm');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_energy_density_unit', 'J/m^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_power_density_unit', 'W/m^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_heat_source_unit', 'W/m^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_time_derivative_unit', '1/s');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_volume_unit', 'm^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_volume_unit', 'm^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_energy_unit', 'J');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_power_unit', 'W');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_time_unit', 's');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_heat_source_density_unit', 'W/m^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_heat_flux_density_unit', 'W/m^2');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_heat_capacity_unit', 'J/(kgK)');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_heat_capacity_unit', 'J/(kgK)');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_heat_capacity_unit', 'J/(kgK)');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_thermal_conductivity_tan_unit', 'W/(mK)');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_thermal_conductivity_shear_unit', 'W/(mK)');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_density_unit', 'kg/m^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_density_unit', 'kg/m^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_density_unit', 'kg/m^3');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_thermal_expansion_coefficient_unit', '1/K');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_stress_unit', 'Pa');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_strain_unit', '1');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_viscosity_unit', 'Pas');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_viscosity_unit', 'Pas');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_compliance_unit', '1/Pa');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_viscosity_tan_unit', 'Pas');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_viscosity_shear_unit', 'Pas');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_fluid_viscosity_bulk_unit', 'Pas');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_viscosity_tan_unit', 'Pas');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_viscosity_shear_unit', 'Pas');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_solid_viscosity_bulk_unit', 'Pa*s');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_density_ratio', 'rho_solid/rho_fluid');
model.physics('w').feature('fs1').set('rho_fluid', '1000[kg/m^3]');
model.physics('w').feature('fs1').set('rho_solid', '2000[kg/m^3]');
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_gravity_direction', {'0'; '-1'; '0'});
model.physics('w').feature('fs1').set('fsi_gravity_magnitude', '9.81[m/s^2];
下面设置求解器选项,并启动求解:
model.sol('sol1').create('st2', 'StudyStep');
model.sol('sol1').create('v1', 'Variables');
model.sol('sol1').create('s1', 'Stationary');
model.sol('sol1').feature('s1').create('fc1', 'FullyCoupled');
model.sol('sol1').feature('s1').create('i1', 'Iterative');
model.sol('sol1').feature('i1').create('mg1', 'Multigrid');
model.sol('sol1').feature('i1').create('mg2', 'Multigrid');
model.sol('sol1').feature('i1').create('lu1', 'LowerUpper');
model.sol('sol1').feature('i1').feature.remove('ilu2');
model.sol('sol1').feature('i1').feature.remove('ilu3');
model.sol('sol1').feature('i1').feature.remove('ilu4');
model.sol('sol1').feature('i1').feature.remove('ilu5');
model.sol('sol1').feature('i1').feature('dDef').set('linsolver', 'fgmres');
model.sol('sol1').feature('i1').feature('dDef').set('useadvancedalgorithm', true);
model.sol('sol1').feature('i1').feature('dDef').set('rhob', 200);
model.sol('sol1').feature('i1').feature('dDef').set('rhof', 20);
model.sol('sol1').feature('i1').feature('mg1').set('prefun', 'amg');
model.sol('sol1').feature('i1').feature('mg1').set('maxiter', 10);
model.sol('sol1').feature('i1').feature('mg2').set('prefun', 'amg');
model.sol('sol1').feature('i1').feature('mg2').set('maxiter', 10);
model.sol('sol1').feature('i1').feature('lu1').set('linsolver', 'mumps');
model.sol('sol1').feature('i1').feature('lu1').set('useadvancedalgorithm', true);
model.sol('sol1').feature('i1').set('convergencetol', 1.0E-6);
model.sol('sol1').feature('i1').set('residualtol', 1.0E-6);
model.sol('sol1').feature('i1').set('relaxation', 'SOR');
model.sol('sol1').feature('i1').set('localsmoothing', true);
model.sol('sol1').feature('i1').set('usex0', true);
model.sol('sol1').feature('i1').set('usesolution', true);
model.sol('sol1').feature('i1').set('usesolutionspecificinitialguess', true);
model.sol('sol1').feature('i1').set('initialstepgrowthfactor', 1.05);
model.sol('sol1').feature('i1').set('maxstepgrowthfactor', 1.2);
model.sol('sol1').feature('i1').set('maxstepgrowth', 5);
model.sol('sol1').feature('i1').set('minstepgrowth', 0.5);
model.sol('sol1').feature('i1').set('maxstep', '10[m]');
model.sol('sol1').feature('i1').set('minstep', '1.0E-6[m]');
.......

该回答引用GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ
您可以通过以下步骤在COMSOL Multiphysics中建立您的流固耦合模型,并观察流体对薄膜的振动效应:

  1. 在COMSOL Multiphysics中创建一个新模型,并选择“Fluid Flow”模块和“Structural Mechanics”模块。

  2. 定义模型的几何形状,包括绿色薄膜的形状和上方流体区域的形状。可以使用COMSOL的内置几何工具或导入外部CAD文件。

  3. 在Fluid Flow模块中,定义流体区域的流动条件,如流速、压力、入口和出口等。

  4. 在Structural Mechanics模块中,定义薄膜的材料特性,如杨氏模量、泊松比、密度等。

  5. 将Fluid Flow和Structural Mechanics模块耦合起来,以便流体和薄膜之间的相互作用得以考虑。在COMSOL中,可以通过物理耦合(Physics Couplings)功能来实现这一点。

  6. 定义求解器参数,如网格大小、时间步长、收敛准则等。

  7. 运行模拟并观察结果,如流场和薄膜的变形和振动等。

需要注意的是,建立流固耦合模型需要一定的物理和数值背景,建议您先了解相关的物理原理和数值方法,然后再尝试在COMSOL中建立模型。另外,COMSOL的官方网站上有一些流固耦合的例子和教程,您可以参考学习。

下面是一个成功的 comsol 流固耦合算例,涉及到流体和固体的相互作用。

问题描述:
一个绿色的薄膜被放置在水面上,水从薄膜的上方流过。空气充满了薄膜下方的空腔。希望通过计算来观察水流对薄膜的振动产生的影响。
流程:

1、启动 COMSOL Multiphysics 软件,选择「Model Wizard」。

2、选择「Fluid Flow」并创建一个新的「2D」模型。

3、创建一个新几何体,选择「Rectangle」作为形状。

4、在「Parameters」选项卡中设置几何体的大小。在本例中,设置长度为 10 cm,高度为 5 cm。

5、在「Materials」选项卡中选择材料,并定义它们的物理特性。在本例中,我们将使用水作为流体和空气作为气体。

6、在「Physics」选项卡中选择所需的物理学模块,包括流体动力学和固体力学。

7、在「Settings」选项卡中设置边界条件。在本例中,上部边界为流入水的速度,下部边界为自由表面,左右两侧为对称边界,薄膜为固体边界。

8、在「Mesh」选项卡中定义几何体的网格划分。选择细化的网格来捕获薄膜的细节。

9、在「Results」选项卡中选择我们想要观察的物理量。在本例中,我们将关注薄膜的振动情况。

10、点击「Run」按钮,运行模拟。模拟完成后,我们可以在「Results」选项卡中查看结果。
设置:

为了更好地模拟水流对薄膜的影响,我们需要对边界条件进行设置。在本例中,我们将设置如下:

1、上部边界:流入水的速度为 0.01 m/s。

2、下部边界:自由表面。

3、左右两侧边界:对称边界条件,即无流动或应力。

4、薄膜边界:将薄膜定义为固体边界条件。

这些边界条件将有助于我们捕获水流对薄膜的振动效应。
结果:

完成计算后,我们可以在「Results」选项卡中查看结果。我们将看到薄膜在水流下的振动情况,以及在流动的压力下产生的应力分布。
这是我设计的成功算例,如果对您有帮助,望采纳