Modelleerimine graafilist liidest kasutades

Kompuuterfüüsika II Praktikumid Comsol Multiphysics Osatuletistega diferentsiaalvõrrandid
  1. Avada mudelinavigaator: Multiphysics-Add Geometry-Space dimension: 1D.
  2. Sõltumatute muutujatena sisestada rh theta phi. Ühikusüsteemiks valida none.
  3. Rakendusrežiimide valikus: COMSOL Multiphysics-PDE Modes-PDE, General Form-Time-dependent analysis. Veel ei tohi OK-nuppu klikkida.
  4. Sõltuvate muutujate väljale sisestada T.
  5. Rakendusrežiimi nimeväljale sisestada ore_pellet.
  6. Veenduda, et elementideks oleks valitud Lagrange - Qudratic.
  7. Klikka Add- ja siis OK-nuppu.

Valikud ja seaded

Järgnev tabel sisestada Options-Constants diaaloogis:



Nimetus Avaldis Kirjeldus


rho 2000 tihedus (kg/m^3)
cp 300 soojusmahtuvus (J/(kg*K))
k 0.5 juhtivus (W/(m*K))
Rp 0.005 pelleti raadius (m)
Qs 0 soojusallikas (W/m^3)
hs 1000 soojusjuhtivustegur (W/m^2*K)
Text 368 välistemperatuur (K)
Tinit 298 algtemperatuur (K)


Geomeetria

  1. Draw-Specify Objects-Line.
  2. rh: 0 1, klikkida OK-nuppu.
  3. Suurendada vaadet objekti mõõtmeteni.

Füüsika

Alamdomeeni parameetrid

  1. Physics-Subdomain Settings.
  2. Valida alamdomeen 1 ja sisestada koefitsiendid alljärgnevast tabelist:


    Koefitsient Väärtus/Avaldis
     

    Γ -k*rh^2/Rp^2*Trh
    F rh^2*Qs
    ea 0
    da rh^2*rho*cp
     

  3. Init-T(t0): Tinit.
  4. Klikkida OK-nuppu.


Märkus: Trh on COMSOL Multiphysics-i süntaks suurusele ∂ T/∂ (rh), kui T ja rh on defineeritud muutujad.


Ääretingimused

  1. Physics-Boundary Settings:


    Parameeter Äär 1 Äär 2


    Äärtetingimuse tüüp Neumann Neumann
    G 0 rh^2/Rp*hs*(Text-T)
     



Märkus: Neumann boundary condition-nupule klikkimisel deaktiveeritakse R-väli ja see seatakse väärtusele 0. Neumanni tingimuse saamiseks võib sellel väljale ise 0-i kirjutada.


Võrgu genereerimine

  1. Vabavõrgu parameetrite dialoogis seada elemendi maksimaalsuuruse skaleermisfaktori vääruseks 0.4 ja taasvõrgutada.

Lahendi arvutamine

  1. Solveri parameetrite dialoogis seada ajasammudeks 0:0.25:10.
  2. Käivitada solver.

Järeltöötlus ja visualiseerimine



Ülesanne 1: Esitada temperatuuriprofiilide graafik kõigi ajahetkede t=0 s ja t=10 s vahel:


  1. Postprocessing-Domain Plot Parameters-General-Plot type-Line/extrusion plot.
  2. Valida kõik lahendid.
  3. Line/Extrusion-Line plot.
  4. y-axis-Predefined quantities: T.
  5. General-Title/Axis-Title: Temperature; First axis label: Dimesionless radius; Second axis label: T (K).
  6. Genereerida graafik.


Ülesanne 2: Märkida graafikule, milline temperatuuriprofiil vastab ajahetkele t=0 s ja t=10 s. Kas pellet on jõudnud stabiilsesse olekusse? Esitada graafik.




Ülesanne 3: Esitada temperatuuri sõltuvus ajast pelleti keskmes:


  1. Postprocessing-Domain Plot Parameters-General-Plot type-Point plot.
  2. Selekteerida kõik lahendid.
  3. Point-y-axis data-Predefined quantities: T.
  4. Valida äär 1.
  5. General-Title/Axis-Auto (kõik väljad).
  6. Genereerida graafik.


Ülesanne 4: Esitada genereeritud graafik. Kas temperatuur pelleti keskmes on stabiliseerunud? Genereerida graafik pelleti äärel ehk kaugusel Rp pelleti keskmest. Kas temperatuur pelleti pinnal on stabiliseerunud? Viimati genereeritud graafikud esitasid tulemusi 5-millimeetrise raadiusega pelleti jaoks. Arvutada aeg, mis kulub temperatuuri stabiliseerumiseks pelleti tsentris ja pelleti pinnal pelleti erinevate raadiuste puhul vahemikus 1...10 mm 1-millimeetrilise sammuga. Vajaduse pikendada simulatsiooniaega. Solve-Solver Manager dialoogis veenduda, et oleks valitud Initial Value-Initial Value Expression. Esitada vastavate sõltuvuste graafikud. Millised on sõltuvuste iseloomud?



This document was translated from LATEX by HEVEA.