《仿真軟件實(shí)驗(yàn)》PPT課件

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1、仿真軟件實(shí)驗(yàn)(二)徐遠(yuǎn)清bitxyq@bit.edu.cn2012-9一、復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容——通道流的建模解析解數(shù)值解一、復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容——程序驗(yàn)證lx=0.005;ly=0.001;Pin=2;Pout=0;rho=1;nu=1;gama=nu/rho;y=-0.0005:0.00001:0.0005;h=ly;ux=(Pin-Pout)/(lx)/2/rho/gama*((h/2)^2-y.^2);plot(ux)解析解一、復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容——關(guān)于有限元分析第一步：?jiǎn)栴}及求解域定義：根據(jù)實(shí)際問(wèn)題近似確定

2、求解域的物理性質(zhì)和幾何區(qū)域。第二步：求解域離散化：將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個(gè)單元組成的離散域，習(xí)慣上稱為有限元網(wǎng)絡(luò)劃分。顯然單元越?。ňW(wǎng)格越細(xì)）則離散域的近似程度越好，計(jì)算結(jié)果也越精確，但計(jì)算量及誤差都將增大，因此求解域的離散化是有限元法的核心技術(shù)之一。第三步：確定狀態(tài)變量及控制方法：一個(gè)具體的物理問(wèn)題通?？梢杂靡唤M包含問(wèn)題狀態(tài)變量邊界條件的微分方程式表示，為適合有限元求解，通常將微分方程化為等價(jià)的泛函形式。三、網(wǎng)格劃分第四步：?jiǎn)卧茖?dǎo)：對(duì)單元構(gòu)造一個(gè)適合的近似解，即推導(dǎo)有限單元的

3、列式，其中包括選擇合理的單元坐標(biāo)系，建立單元試函數(shù)，以某種方法給出單元各狀態(tài)變量的離散關(guān)系，從而形成單元矩陣（結(jié)構(gòu)力學(xué)中稱剛度陣或柔度陣）。第五步：總裝求解：將單元總裝形成離散域的總矩陣方程（聯(lián)合方程組），反映對(duì)近似求解域的離散域的要求，即單元函數(shù)的連續(xù)性要滿足一定的連續(xù)條件?？傃b是在相鄰單元結(jié)點(diǎn)進(jìn)行，狀態(tài)變量及其導(dǎo)數(shù)（可能的話）連續(xù)性建立在結(jié)點(diǎn)處。第六步：聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋：有限元法最終導(dǎo)致聯(lián)立方程組。聯(lián)立方程組的求解可用直接法、迭代法和隨機(jī)法。求解結(jié)果是單元結(jié)點(diǎn)處狀態(tài)變量的近似值。對(duì)于計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量

4、，將通過(guò)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則提供的允許值比較來(lái)評(píng)價(jià)并確定是否需要重復(fù)計(jì)算。一、復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容——關(guān)于有限元分析第一次課：介紹建模與仿真的概念，讓同學(xué)們對(duì)建模與仿真及相關(guān)的研究應(yīng)用及平臺(tái)等有一個(gè)詳細(xì)的了解，并初步采用ComsolMultiphysics建立簡(jiǎn)單的流體仿真模型。第二次課：采用ComsolMultiphysics建立具有相對(duì)復(fù)雜求解域的二維流體模型。涉及“求解域的建立”、“網(wǎng)格劃分”、“求解設(shè)置”及“后處理”等步驟，并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單三維模型的建立。第三次課：采用ComsolMultiphysics建立多場(chǎng)耦合模型

5、，主要以“T形微混合器”及“基于電滲流的微通道門(mén)進(jìn)樣模型”加強(qiáng)對(duì)軟件使用的練習(xí)，加深對(duì)多場(chǎng)耦合的認(rèn)識(shí)。第四次課：課題設(shè)計(jì)：“基于電滲流的微通道門(mén)進(jìn)樣的數(shù)值模擬”一、復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容——本次課內(nèi)容安排二、不規(guī)則求解域?qū)嵗诤芏鄷r(shí)候，求解域的形狀需要采用布爾運(yùn)算完成，以完成較為復(fù)雜的求解域。對(duì)于復(fù)雜一些的求解域，首先要在規(guī)劃階段明確建立方法及尺寸。二、不規(guī)則求解域?qū)嵗?、不?guī)則求解域?qū)嵗⒉灰?guī)則求解域?qū)嵗捎肞ID控制器來(lái)模擬程序控制系統(tǒng),并找出最佳PID參數(shù)二、不規(guī)則求解域?qū)嵗?、不?guī)則求解域的建立（T形通道

6、）三、不規(guī)則求解域的建立（T形通道）三、不規(guī)則求解域的建立（T形通道）在D盤(pán)建立comsol_work,文件夾，將T形通道存儲(chǔ)為T(mén).mph，以后備用。三、不規(guī)則求解域的建立（T形通道）三、不規(guī)則求解域的建立（微電滲混合器）ParameterValueWidth80e-6Height10e-6BaseCenterxposition0yposition0ParameterValueRadius15e-6BaseCenterxposition0yposition0ParameterValueRadius5e-6Ba

7、seCenterxposition0yposition0三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）1235234681、規(guī)劃74三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模應(yīng)用模式三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模1三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模2三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模3三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模4L:2e-6*2^0.5W:4e-6-2e-6*2^0.5Corner:(0,0)三、不規(guī)則

8、求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模5(0,4e-6-4e-6*2^0.5/2)(5e-6*2^0.5/2,4e-6-4e-6*2^0.5-5e-6*2^0.5/2)三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模6三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模6(11e-6*2^0.5-9e-6,-5e-6)三、不規(guī)則求解域的建立（分叉毛細(xì)管通道）2、建模7(11e-6*2^0.5-9e-6-