COMSOL Multiphysics® 5.3

Release Highlights

Subsurface Flow Module Updates

Subsurface Flow Module을 사용하는 COMSOL Multiphysics® 버전 5.3은 세 가지 새로운 경계 조건(Well, Interior Wall, 및 Thin Barrier)을 제공합니다. 아래의 Subsurface Flow Module 기능에 대해 보시기 바랍니다.

New Well Boundary Condition


Darcy ‘s Law, Richards Equations 및 Two-Phase Darcy ‘s Law 인터페이스에는 더욱 쉽게 웰(wells)을 모델링하는 옵션이 포함되어 있습니다. 새로운 Well 경계 조건을 사용하면 주입 웰 또는 생산 웰이 활성화된 3차원 선 또는 2차원 점을 선택할 수 있습니다. Well 기능 설정에는 웰의 직경 입력, 웰 유형 선택 및 주입 압력 또는 유량 지정이 포함됩니다.

이방성 재료 특성을 갖는 Two-Phase Darcy’s Law 인터페이스를 사용하여 모델링 한 다섯 군데 지점 주입 패턴 (1/4 대칭)에서 365 일 후 패턴. 주입 웰은 오른쪽 위 모서리에 위치하고 생산 웰은 사각형의 왼쪽 아래 모서리에 있습니다.

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New Interior Wall Boundary Condition


Darcy ‘s Law, Richards Equations 및 Two-Phase Darcy ‘s Law 인터페이스는 이제 얇은 내부 벽을 정의할 수 있습니다. 내부 벽 기능는 벽, 판, 슬래브 등 옹벽과 같은 다공성 매체에 박혀있는 얇은 비 투과성 구조물을 피하여 계산 시간과 자원을 줄이는 데 유용합니다.

New Thin Barrier Boundary Condition


Darcy ‘s Law 및 Richards Equations 인터페이스에서 Thin Barrier 경계 조건을 사용하여 내부 경계에 투과성 벽을 정의할 수 있습니다. 이러한 내부 경계는 일반적으로 얇고 낮은 침투성 구조를 나타내는데 사용됩니다. Thin Barrier 경계 조건을 사용하면 지오텍스타일 또는 천공 플레이트와 같은 얇은 구조를 맞물리게하지 않아 계산 시간과 리소스를 줄일 수 있습니다.

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New Transport of Diluted Species in Fractures Interface

틈은 길이나 넓이 치수에 비교했을 때 매우 작은 두께를 갖습니다. 크기 치수의 큰 차이로 인한 종횡비 때문에, 틈 표면의 두께에 메시를 구성하는 과정에서 이러한 틈에서 화학종의 전달현상을 모델링 하는 것은 종종 어려움이 있습니다. 새로운 Transport of Diluted Species in Fractures 인터페이스는 표면 메시로써 횡 방향 치수로 메시된 쉘(Shell)로 틈을 처리합니다.

이 인터페이스는 다공성 구조물로 고려된 틈에서 공극률뿐만 아니라 평균 틈 두께를 정의할 수 있습니다. 화학종의 전달현상에 대해, 이 인터페이스는 공극률의 영향을 포함하기 위해 효과적인 확산의 정의를 지원합니다. 대류 전달현상은 Thin-Film flow 인터페이스를 연동하거나 또는 틈을 통과하는 유동흐름을 정의한 식을 포함을 통해 가능합니다. 추가로, 틈, 틈의 표면, 또는 틈을 포함하는 다공성 매질 발생하는 화학반응을 정의할 수 있습니다.

얇은 틈 곡면에 따른 희석용액의 전달현상. 곡면은 유동과 화학종의 전달현상이 발생하는 표면을 통한 각인된 비틀린 경로로 구성됩니다.

얇은 틈 곡면에 따른 희석용액의 전달현상. 곡면은 유동과 화학종의 전달현상이 발생하는 표면을 통한 각인된 비틀린 경로로 구성됩니다.

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Fracture Surfaces in the Transport of Diluted Species in Porous Media Interface


전달현상이 틈이 있는 다공성 3차원 구조물에서 발생하는 경우, 새로운 Fracture 경계 조건은 사용자가 3D 구조체로써 메시를 하지 않고 얇은 틈에서 전달현상을 모델링 하도록 지원합니다. Fracture 경계 조건은 Transport of Diluted Species in Porous Media 인터페이스에 포함되며 (그림을 확인하세요.), 그리고 Transport of Diluted Species in Fractures 인터페이스에서와 같은 설정을 갖습니다. (위에서 설명을 참고하세요.). 유동과 화학종 전달현상은 3차원 다공성 매질 구조물과 유동과 틈에서의 화학종 전달현상간에 완벽하게 연동됩니다.

아래 그림은 다공성 반응기 모델에서 농도 분포를 보여줍니다. 모델에서, 비틀어진 틈은 다공성 매질을 통한 전달현상보다 더 빠른속도에서 왼쪽으로부터 오른쪽으로 다공성 촉매로 더 깊게 반응물은 새어나갑니다. 이것은 더 높은 물질 전달 속도를 주는 주변 다공성 촉매와 비교하여 틈 표면이 더 높은 평균 공극률을 갖기 때문입니다.

틈 표면에서 표면 농도와 3차원 반응기를 통과하는 농도 등고선. 틈 표면에서 더 높은 물질 전달 속도는 촉매층으로 반응하지 않은 종의 더 큰 침투(오른쪽에서 왼쪽으로)를 제공합니다. 틈 표면에서 매우 적은 농도 변화(0.63부터 0.62 mol/m3까지)를 볼 수 있습니다.

틈 표면에서 표면 농도와 3차원 반응기를 통과하는 농도 등고선. 틈 표면에서 더 높은 물질 전달 속도는 촉매층으로 반응하지 않은 종의 더 큰 침투(오른쪽에서 왼쪽으로)를 제공합니다. 틈 표면에서 매우 적은 농도 변화(0.63부터 0.62 mol/m3까지)를 볼 수 있습니다.

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