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仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—模型设置
绝对压力设置为p，因为平均摩尔质量与 其有关，其值是变化的
增加拉格朗日算子
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—模型设置
变形几何的形函数选为 1阶，虽然精度有损失， 但是稳定性更好！
案例2—传热方程
在冰和水蒸气域都使用如下传热方程：
对于水蒸气的密度： 真空容器顶部加热热源：
但是注意热容和导热系数都 需要指定，这与选择Moist Air不同！！
模拟底部受热的不均匀！！
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—质量守恒和界面设置
只有扩散影响：
Simulating inspires innovation
一个绘图组中绘制两个不重叠的图
在一个绘图组里面显示两个图，可以利用到变形，来处理：
并且比例改成1 其实按照这样的 方法，理论上可 以在一个绘图组 里面放任意个图
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
移动网格 VS 变形几何
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—绘制等势面图
根据上张PPT，左侧的为1800s 的结果，右侧为960s的结果。
在一个绘图组里面显示两个不 重叠的图，因为右侧的等势图是通 过移动得到的，所以其没有外面的 线框，可以通过加一个线图来得到 外侧线框
仿真智领创新
水蒸气和冰界面处的质量通量：
还与与tin melting front案例一样，在相变 界面处温度平衡：
Vs为界面的法向速度 根据界面处的能量守恒公式 与tin melting front案例一样
Qs为界面处的净热通量， 这里可用变量T_lm
L就是潜热
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
Freeze-drying或叫lyophilization(冻干法)是干燥处理热敏感物质如食物、 血浆(blood plasma)、抗生素(antibiotics)等的有效方法。
具体过程为：潮湿物质先被冷冻，然后冰(或其他冻结的溶剂)通过高真 空的方法被升华除去。
模型采用变形几何来模拟随着水蒸气-冰界面向上移动。 采用变形几何而不是移动网格原因是：？？
使用移动网格，其实可以得到和使用变形几何非常相近的结果：
移
动
变
网
形
格
几
的
何
结
的
果
结
果
百度文库
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
移动网格 VS 变形几何
使用移动网格的时候，因为网格框架并没有分离出来，所以显然没有 变量Zg；而空间框架因为是固定的所以绘制等势面的时候使用变量z也 是不对的；正确的是使用变量Z，因为此时材料框架和空间框架不重叠
案例2—初始浓度和温度
因为使用了变形几何，所以网格 框架分离出来了。但是为什么一 定用网格框架下的坐标？？
c_ice为冰/蒸气界面的初始浓度，其在蒸气域的初始浓度分布为c_init 根据表达式意味着在整个蒸气域中初始浓度分布是不均匀的，与离界 面的距离有关，Zg为网格框架的高度坐标。
初始温度的分布与初始浓度的分布类似。
只有密度是冰的密度，其他的材料参数都是冰和水两相的 等效值，其中热容还与潜热有关！
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例1操作
选择流体中传热，但是根据PDE文档说 的是选择多孔介质中的传热。虽然对于 并案例来说选哪个都一样。
右端温度从T0到Thot 为了增加收敛性使用 平滑函数
案例2—理想气体假设
冰在真空容器的底部，其余空间为升华的水蒸气。最初，假设干燥 空气的分压为p0=20Pa，在这样的低压下，水蒸气可以被认为是理想气体 那么水蒸气分压为：
总的压力为：
所以潮湿空气的总密度为：
而不是Moist air！
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
另外，注意数据集的框架选取和 绘图组的框架选取：
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
COMSOL处理相变
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例1—Phase Change
案例背景介绍：模拟冰到水的相变过程 冰到水的相变过程，本来因为水与冰的密度不同，体积会发生变化。 但是本案例没有考虑密度的变化，密度一直都是冰的密度，否则需要使用 移动网格或两相流来模拟。 域方程：
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—几何
从几何上看是2D轴对称的，但是因为有条 件（边界条件或热源等）并不是2D轴对称 ，所以只能将3D几何画出来，可以取一半 来减少计算量。
因为本案例在真空设备底部有热通 量为：
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例1操作
对于同一个区域，添加了两种材料属性之后，冰的属性显然会被水 的属性覆盖掉。但是本案例不同，因为采用的是相变传热。
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—冷冻干燥(Freeze Drying)
sign()为正负号函数，括号中的变量为负 数时，函数值为-1；变量为正数时，函 数值为1；变量为0时，函数值为0. nZg：面法向与Z方向的夹角 V_s*sign(dg.nZg)：因为底面受热不均匀 所以导致面上各点的位移速度不一样， 从而使得平面会发生变形，可能有些时 候该面的某些地方的法向有沿z负方向的 分量，这时这部分就会向下移动而出错。
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—求解器设置
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—绘制等势面图
选择levels的目的就是，等值 面只画出该levels的面，这里的Z0 就是最开始的“界面”
并且，因为现实的是网格框架 下的坐标Zg，所以该“界面”会随 时间移动
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案例2—模型设置
绝对压力设置为p，因为平均摩尔质量与 其有关，其值是变化的
增加拉格朗日算子
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案例2—模型设置
变形几何的形函数选为 1阶，虽然精度有损失， 但是稳定性更好！
案例2—传热方程
在冰和水蒸气域都使用如下传热方程：
对于水蒸气的密度： 真空容器顶部加热热源：
但是注意热容和导热系数都 需要指定，这与选择Moist Air不同！！
模拟底部受热的不均匀！！
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案例2—质量守恒和界面设置
只有扩散影响：
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一个绘图组中绘制两个不重叠的图
在一个绘图组里面显示两个图，可以利用到变形，来处理：
并且比例改成1 其实按照这样的 方法，理论上可 以在一个绘图组 里面放任意个图
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移动网格 VS 变形几何
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案例2—绘制等势面图
根据上张PPT，左侧的为1800s 的结果，右侧为960s的结果。
在一个绘图组里面显示两个不 重叠的图，因为右侧的等势图是通 过移动得到的，所以其没有外面的 线框，可以通过加一个线图来得到 外侧线框
仿真智领创新
水蒸气和冰界面处的质量通量：
还与与tin melting front案例一样，在相变 界面处温度平衡：
Vs为界面的法向速度 根据界面处的能量守恒公式 与tin melting front案例一样
Qs为界面处的净热通量， 这里可用变量T_lm
L就是潜热
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Freeze-drying或叫lyophilization(冻干法)是干燥处理热敏感物质如食物、 血浆(blood plasma)、抗生素(antibiotics)等的有效方法。
具体过程为：潮湿物质先被冷冻，然后冰(或其他冻结的溶剂)通过高真 空的方法被升华除去。
模型采用变形几何来模拟随着水蒸气-冰界面向上移动。 采用变形几何而不是移动网格原因是：？？
使用移动网格，其实可以得到和使用变形几何非常相近的结果：
移
动
变
网
形
格
几
的
何
结
的
果
结
果
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移动网格 VS 变形几何
使用移动网格的时候，因为网格框架并没有分离出来，所以显然没有 变量Zg；而空间框架因为是固定的所以绘制等势面的时候使用变量z也 是不对的；正确的是使用变量Z，因为此时材料框架和空间框架不重叠
案例2—初始浓度和温度
因为使用了变形几何，所以网格 框架分离出来了。但是为什么一 定用网格框架下的坐标？？
c_ice为冰/蒸气界面的初始浓度，其在蒸气域的初始浓度分布为c_init 根据表达式意味着在整个蒸气域中初始浓度分布是不均匀的，与离界 面的距离有关，Zg为网格框架的高度坐标。
初始温度的分布与初始浓度的分布类似。
只有密度是冰的密度，其他的材料参数都是冰和水两相的 等效值，其中热容还与潜热有关！
仿真智领创新
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案例1操作
选择流体中传热，但是根据PDE文档说 的是选择多孔介质中的传热。虽然对于 并案例来说选哪个都一样。
右端温度从T0到Thot 为了增加收敛性使用 平滑函数
案例2—理想气体假设
冰在真空容器的底部，其余空间为升华的水蒸气。最初，假设干燥 空气的分压为p0=20Pa，在这样的低压下，水蒸气可以被认为是理想气体 那么水蒸气分压为：
总的压力为：
所以潮湿空气的总密度为：
而不是Moist air！
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另外，注意数据集的框架选取和 绘图组的框架选取：
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案例1—Phase Change
案例背景介绍：模拟冰到水的相变过程 冰到水的相变过程，本来因为水与冰的密度不同，体积会发生变化。 但是本案例没有考虑密度的变化，密度一直都是冰的密度，否则需要使用 移动网格或两相流来模拟。 域方程：
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案例2—几何
从几何上看是2D轴对称的，但是因为有条 件（边界条件或热源等）并不是2D轴对称 ，所以只能将3D几何画出来，可以取一半 来减少计算量。
因为本案例在真空设备底部有热通 量为：
仿真智领创新
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案例1操作
对于同一个区域，添加了两种材料属性之后，冰的属性显然会被水 的属性覆盖掉。但是本案例不同，因为采用的是相变传热。
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—冷冻干燥(Freeze Drying)
sign()为正负号函数，括号中的变量为负 数时，函数值为-1；变量为正数时，函 数值为1；变量为0时，函数值为0. nZg：面法向与Z方向的夹角 V_s*sign(dg.nZg)：因为底面受热不均匀 所以导致面上各点的位移速度不一样， 从而使得平面会发生变形，可能有些时 候该面的某些地方的法向有沿z负方向的 分量，这时这部分就会向下移动而出错。
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—求解器设置
仿真智领创新
Simulating inspires innovation
案例2—绘制等势面图
选择levels的目的就是，等值 面只画出该levels的面，这里的Z0 就是最开始的“界面”
并且，因为现实的是网格框架 下的坐标Zg，所以该“界面”会随 时间移动