COMSOL Multiphysics®6.0 Release Highlights


Polymer Flow Module Updates


Polymer Flow 모듈 사용자를 위해, COMSOL Multiphysics® 6.0버전은 새로운 점탄성과 비탄성 모델, Curing 인터페이스, 점탄성 유체에 대한 유체-구조 상호작용(Fluid-structure interaction, FSI)을 제공합니다. 이러한 업데이트 및 추가 내용은 아래에 살펴 보시기 바랍니다.

New Viscoelastic Model for Polymer Melts


Viscoelastic Flow 인터페이스에 대해, 새로운 기하급수적인 Phan–Thien Tanner (EPTT) 재료 모델이 추가되었습니다. 이 점탄성 모델은 운동 이론으로부터 파생되는데, 이는 탄성망으로 고분자용해를 설명합니다. 망에서 가닥들 사이의 접합부 파괴는 망의 평균 크기와 관련되어 있다고 가정합니다. 이 이완 함수는 기하급수적인 수식이며, 이는 선형 함수인 LPTT 보다 더 정확하게 고분자 용해를 설명합니다. 이 이완 함수는 시간에 따른 응력 완화를 모사하기 위해 사용됩니다. 고분자 용해를 모사할 때, 정확한 응력 완화와 점탄성 변형은 필요하며, 플라스틱 사출과 몰딩 공정에 사용될 수 있습니다.

EPTT 모델에 대한 UI 설정.

EPTT 모델에 대한 UI 설정.


Sisko Model for Inelastic Flow


Sisko 비탄성 모델은 멱법칙(power law) 모델을 일반화한 것입니다. 예를 들어 혈액과 같은 입자의 부피가 큰 유체 현탁액을 정확하게 설명합니다. 멱법칙 모델은 중간 전단 속도에서 이러한 현탁액 흐름을 정확하게 설명할 수 있지만, Sisko 모델은 흐름의 중간 및 높은 전단 속도 영역도 설명할 수 있습니다.

Sisko 모델 예시에서 비탄성 흐름 모델을 선택하는 UI.

Sisko 모델 예시에서 비탄성 흐름 모델을 선택하는 UI.


Curing Reaction Interface


불포화된 폴리에스테르 또는 에폭시 레진의 예처럼, 경화라는 용어는 열경화성 레진의 가교화를 말합니다. 가황이라는 용어는 고무에 대해 사용됩니다. 열경화성 소자는 경화에 의해 비가역적으로 굳어지는 고분자, 레진, 또는 플라스틱입니다. 열경화성의 경우, 점도는 온도와 경화의 정도에 따라 달라집니다. 새로운 Curing Reaction 인터페이스는 경화 정도에 따른 점도 의존성을 위한 두 가지 선정의된 모델을 포함합니다. 경화 공정의 속도는 Sestak–Berggren, Kama–Sourour, 그리고 Curing Reaction 인터페이스에 선정의된 n차 반응속도 모델에 따라 모사될 수 있습니다.

경화되는 사출성형

경화되는 사출성형


Fluid–Structure Interaction for Viscoelastic Fluids


모델에서 고체 표면에 점탄성 유체에 의해 가해지는 힘은 각 점탄성 모델에 대해 특별히 공식화되어야만 합니다. Polymer Flow 모듈의 새버전에서, 새로운 유체-구조 상호작용 다중물리 연동을 선택하면 유체로부터 힘을 정의할 수 있습니다: Fluid-Solid Interaction, Viscoelastic Flow와 Fluid-Solid Interaction, Viscoelastic Flow 그리고 Fixed Geometry가 이에 해당합니다. 이러한 인터페이스들은 고분자 사출, 성형, 그리고 점탄성 유체를 포함하는 다른 공정을 다루는 장비의 응력과 변형뿐만 아니라 변위의 정확한 계산을 돕습니다. 사용자는 Viscoelastic Flow Through a Channel with a Flexible Wall 예제모델에서 기능을 확인할 수 있습니다. 또한 Fluid-Solid Interaction, Viscoelastic Flow 인터페이스는 Structural Mechanics 모듈, MEMS 모듈, 또는 Multibody Dynamics 모듈 라이선스를 요구합니다.

탄성관에서 흐름을 모델링 하기 위해 사용된 유체-구조 상호작용

탄성관에서 흐름을 모델링 하기 위해 사용된 유체-구조 상호작용

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Flow in Porous Media


Brinkman Equations 인터페이스는 Polymer Flow 모듈에서 사용가능 합니다. 또한 자유 및 다공성 매질을 다루는 모델에 대해 선정의된 수식을 사용할 수 있습니다. 이 기능은 필터, 체 및 다공성 물질로 만들어진 구성요소를 포함하는 다른 장비의 흐름을 모사하는데 사용될 수 있습니다.

Two-Phase Flow in Porous Media


세로운 다중물리 인터페이스는 Brinkman Equations 과 Level Set 인터페이스를 결합하고, 자동적으로 Two-Phase Flow, Level Set 연동 노드를 추가합니다. 이것은 Brinkman 식과 함께 물질 및 운동량에 대한 수지식을 해석합니다. 다공성 매질에서 두 부동액 사이에 계면을 Level-Set 함수를 사용하여 추적합니다.

빈 금형에 레진 주입. 새 인터페이스는 사출 전면을 추적하는 데 사용됩니다. 주형은 1개의 입구와 3개의 출구, 그리고 중앙에 다공성 블록을 포함하며 초기에는 공기로 채워져 있습니다.

빈 금형에 레진 주입. 새 인터페이스는 사출 전면을 추적하는 데 사용됩니다. 주형은 1개의 입구와 3개의 출구, 그리고 중앙에 다공성 블록을 포함하며 초기에는 공기로 채워져 있습니다.


Porous Slip for the Brinkman Equations Interface


다공성 매질에서 유동의 경계층은 매우 얇아서 Brinkman 방정식 모델에서 해결하기 어려울 수 있습니다. 새로운 Porous slip 벽 처리 옵션을 사용하면 경계층의 전체 유동 프로파일을 확인하지 않고도 벽을 고려할 수 있습니다. 대신, 응력 조건이 표면에 적용되어 경계층 속도 프로파일의 점근적 솔루션을 사용하여 벌크 흐름에서 적절한 정확도를 산출합니다. 이 기능은 Brinkman Equations 인터페이스 Settings 창에서 활성화된 다음, 기본 벽 조건에 사용됩니다. 이 새로운 기능은 Brinkman 방정식으로 설명되고 해석 도메인이 큰 지하 흐름을 포함하는 대부분의 모델에서 사용할 수 있습니다.

다공성 반응기 모델의 유동과 농도 분포

다공성 반응기 모델의 유동과 농도 분포

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Greatly Improved Handling of Porous Materials


다공성 물질은 Porous Material 노드에 Phase-Specific Properties 표에서 정의됩니다. 게다가, 각 상에 대해 정의할 수 있는 몇 가지 하위노드에서 고체와 액체 기능을 추가할 수 있습니다. 이는 물질 물성과 설정을 복제하지 않아도 유동 흐름, 화학종 전달, 그리고 열전달에 대해 하나의 동일한 다공성 물질을 사용할 수 있습니다. 새로운 업데이트는 NOx Reduction in a Monolithic Reactor 예제 모델에서 확인할 수 있습니다.

새로운Porous Material의 Materials 노드를 설명하는 충전층의 멀티스케일 모델

새로운Porous Material의 Materials 노드를 설명하는 충전층의 멀티스케일 모델


New Tutorial Models


COMSOL Multiphysics® 6.0버전은 Polymer Flow모듈에 두 가지 새로운 예제를 제공합니다.

Pasta Extrusion

Frozen Rotor 해석 및 멱법칙 모델을 조합한 비등온 유체 다중물리 연동을 사용하여 모델링된 파스타 사출 공정에서 온도와 유동 분포

Frozen Rotor 해석 및 멱법칙 모델을 조합한 비등온 유체 다중물리 연동을 사용하여 모델링된 파스타 사출 공정에서 온도와 유동 분포



Viscoelastic Flow Through a Channel with a Flexible Wall

변형된 관에서의 속도 분포 및 벽에서의 하중. 유연한 벽은 외부 압력과 유체로부터 가해지는 힘을 받습니다

변형된 관에서의 속도 분포 및 벽에서의 하중. 유연한 벽은 외부 압력과 유체로부터 가해지는 힘을 받습니다