COMSOL Multiphysics® 5.6 Release Highlights


Porous Media Flow Module Updates


Porous Media Flow 모듈 사용자들을 위해서 새로운 Layered Darcy’s Law 인터페이스, 다공성 매질에서의 열 및 수분 수송을 모델링하기 위한 새로운 인터페이스 및 기능, 기존의 Transport of Diluted Species 와 Heat Transfer in Porous Media 인터페이스의 개선된 기능들을 제공합니다. 아래 업데이트에서 자세한 내용을 보시기 바랍니다.


Poroelasticity, Layered Shell Multiphysics Interface


새로운 Poroelasticity, Layered Shell 다중 물리 인터페이스를 사용하면 적층별로 다른 물성 속성을 갖는 다중 적층 도메인(판지, 복합재 등)을 모델링할 수 있습니다. 이 인터페이스는 새로운 Layered Poroelasticity 다중물리 노드와 함께 Layered Shell 및 새로운 Layered Darcy’s Law 인터페이스를 추가합니다.

위의 다중물리 인터페이스를 사용한 새로운 Layered Darcy’s Law 인터페이스는 판지, 복합재 또는 합판과 같은 층이 있는 다공성 매체의 간극을 통과하는 유체 흐름을 시뮬레이션 합니다. 투과성과 공극이 매우 작고, 압력 구배가 주요 구동력(driving force)인 저속 흐름과 다공성 매체 흐름을 모델링 할 수 있습니다.

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New Layered Darcy’s Law Interface


새로운 Layered Darcy’s 인터페이스를 사용하여 판지, 복합재, 합판과 같은 것이 적층된 다공선 매체 내에서의 간극을 지나는 유체 흐름을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 투과성과 공극이 매우 작고, 압력 구배가 주요 작동 힘인 저속 흐름과 다공성 매체 흐름을 모델링 할 수 있습니다.

또한, 새로운 Poroelasticity, Layered Shell 다중 물리 인터페이스를 사용하면 적층마다 다른 물성 특성을 갖는 다층 도메인(판지, 복합재 등)을 모델링 할 수 있습니다. 이 인터페이스는 새로운 Layered Poroelasticity 다중 물리 노드와 함께 Layered Shell 및 새로운 Layered Darcy’s Law 인터페이스를 추가합니다. Layered Shell 인터페이스를 사용하기 위해서는 Composite Materials 모듈이 필요합니다.

Layered Darcy's Law 인터페이스를 이용하여 모델링된 얇은 다공성 층에서의 압력 분포

Layered Darcy’s Law 인터페이스를 이용하여 모델링된 얇은 다공성 층에서의 압력 분포

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New Porous Medium Feature


다공성 매체를 다룰 수 있는 새로운 기능이 고체, 유체 및 부동 유체와 같은 다양한 단계를 정의하는 데 유용합니다. Heat Transfer in Porous Media 인터페이스에서 Porous Medium은 Fluid, Porous Matrix 및 경우에 따라서 Immobile Fluids 와 같은 각 상에 대한 하위 기능을 사용하여 재료 구조를 관리하는 데 사용됩니다. 이 작업 방식은 명확성을 높이고 사용자 직관성을 개선합니다. 또한 더 자연스러운 방식으로, 다공성 매체에서 다중 물리 연동을 용이하게 합니다. Moisture Transport 및 Porous Media Flow 인터페이스와 결합 된 다공성 매체의 열 전달 개선으로 다공성 매체의 비등온 흐름 및 잠열 저장을 모델링 할 수 있습니다.

이러한 설정들은 다음 모델들에서 살펴볼 수 있습니다.

  • frozen_inclusion
  • porous_microchannel_heat_sink
  • convection_porous_medium

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Heat and Moisture Transport in Porous Media


습윤 공기와 액체 상태의 물로 채워진 다공성 매질에서 열 및 수분 전달이 결합된 현상을 모델링하기 위한 새로운 인터페이스 기능이 있습니다. Moisture Transport in Porous Media 인터페이스는 기본적으로 Hygroscopic Porous Medium 기능을 제공하며, 수증기 대류 및 확산뿐만 아니라, 액체 물 대류 및 모세관 흐름에 의한 다공성 매체에서의 수분 이동을 모델링 하는데 사용할 수 있습니다. 이 인터페이스는 액체 모세관 흐름을 모델링하고, 중력에 의한 효과를 지원하여 총 압력 변화로 인한 액체 및 기체 상태의 대류에 대하여 처리합니다. Moist Air 기능과 결합하여 다공성 매질에서의 습윤 공기 흐름 효과를 모델링 할 수 있습니다.

Heat Transfer 인터페이스에서 Moist Porous Medium 도메인 기능은 고체, 액체 물 그리고 습윤 공기 속성에서 개별적으로 유효한 물성 특성을 정의합니다. Moist Air 하위 노드는 수분 함량을 고려하여 물성 특성을 정의하고, 습윤 공기에서의 대류 플럭스 및 확산 엔탈피 플럭스를 계산합니다. Liquid Water 하위 노드는 액체 물 포화도와 속도 장을 정의하며, 가능한 경우 Heat and Moisture 다중 물리 결합 기능을 이용하여 자동으로 설정 할 수도 있습니다. 고체 특성은 Porous Matrix 하위 노드에 의해서 처리됩니다. 이러한 기능들은 건조 및 증발 냉각 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.

건조하고 더운 공기 흐름에 노출된 습한 샘플에서 증기 농도와 총 플럭스에 대한 유선 흐름. 5.6 버전에서 다공성 매질에서 열 및 습윤 공기 수송을 위한 기능으로 인하여 모델 설정이 용이합니다.

건조하고 더운 공기 흐름에 노출된 습한 샘플에서 증기 농도와 총 플럭스에 대한 유선 흐름. 5.6 버전에서 다공성 매질에서 열 및 습윤 공기 수송을 위한 기능으로 인하여 모델 설정이 용이합니다.



Revamped Porous Media Features for Transport of Diluted Species


새로운 Porous Medium 노드를 사용하기 위해 Transport of Diluted Species in Porous Media 인터페이스가 개선되었습니다. Porous Medium과 Unsaturated Porous Medium 도메인 노드가 새롭게 제공됩니다. 다공성 매질에서 다중 상(multiple phases)에 해당하는 물성값을 부여하기 위해 새로운 Porous Medium 노드를 사용할 수 있습니다. 그 새로운 Porous Medium는 액체, 기체, 그리고 다공성 매트릭스의 특성을 정의하기 위한 목적으로 사용됩니다. Ceramic Water Filter with Activated Carbon Core 튜토리얼 모델에서 이 기능을 확인할 수 있습니다.

세라믹 워터 필터 캔들에서 오염물질의 농도.

세라믹 워터 필터 캔들에서 오염물질의 농도.



Automatic Detection of Ideal Gas Material in Heat Transfer in Fluids


다양한 열 전달 인터페이스 내에서 사용할 수 있는 Fluid 기능은 계산 효율성을 향상시키기 위해 이상 기체 가정을 활용하도록 업데이트되었습니다. Fluid type 목록의 From material 옵션은 각 도메인 선택에 적용된 재료가 이상 기체인지 여부를 자동으로 감지하고 각 경우에 대해서 관련 속성을 사용합니다. 예를 들어, 압축성 비등온 흐름에서 압력 일을 계산할 때, 계산 속도를 높일 수 있습니다. COMSOL Multiphysics® 및 Material Library에서 사용 가능한 기체는 이상 기체로 모델링되기 때문에, 압축성 비등온 흐름을 가진 많은 모델이 이러한 개선된 혜택을 받을 것으로 예상됩니다.

LED 전구에서 온도 분포(표면 그림)와 속도(화살표 및 유선). 자동적으로 이상 기체 공식이 적용되어 COMSOL Multiphysics 5.6 버전에서 계산 시간이 10% 단축됩니다.

LED 전구에서 온도 분포(표면 그림)와 속도(화살표 및 유선). 자동적으로 이상 기체 공식이 적용되어 COMSOL Multiphysics 5.6 버전에서 계산 시간이 10% 단축됩니다.



Phase Change Interface Boundary Condition


새로운 Phase Change Interface 경계 조건이 Deformed Geometry 기능과 결합하여 서로 다른 두 상에 해당하는 두 개의 도메인 사이의 계면을 정의합니다. 이 경계 조건은 Stefan 조건을 기반으로 합니다. 이 조건에서 상 변화 온도를 설정하고, 상 변화 잠열로부터 전방 속도를 정의하여 고체 면과 열 유속 점프 평가를 지정합니다. 이 경계 조건은 상 변태를 변화가 급격한 계면으로 모델링하며, Tin Melting front 모델에서 볼 수 있는 순수 금속 용융 또는 동결 건조(Freeze-Drying) 모델에서 볼 수 있는 응고 또는 승화를 포함하는 여러 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.

기체 및 고체 상(왼쪽) 그리고 상 변화 계면, 온도 및 총 열 유속 유선(오른쪽)

기체 및 고체 상(왼쪽) 그리고 상 변화 계면, 온도 및 총 열 유속 유선(오른쪽)



New Tutorial Models and Applications


Porous Media Flow 모듈에서 새로운 듀토리얼 모델을 제공합니다.

Analyzing Porous Structures on the Microscopic Scale

복잡한 다공성 구조에서의 흐름

복잡한 다공성 구조에서의 흐름

Optimization of a Porous Microchannel Heat Sink

최적화된 다공성 미소 채널 방열 판에서의 온도 분포 및 유동 장

최적화된 다공성 미소 채널 방열 판에서의 온도 분포 및 유동 장