Aggiornamenti Microfluidics Module

Per gli utenti del Microfluidics Module, la versione 6.2 di COMSOL Multiphysics® introduce un accoppiamento multifisico Free and Porous Media Flow, Darcy per la modellazione del flusso in domini porosi e non porosi connessi, nonché un'interfaccia Incompressible Potential Flow per l'inizializzazione di modelli di flusso laminare o per l'esecuzione di simulazioni rapide del flusso in celle di Hele-Shaw. Per saperne di più su questi aggiornamenti, continuate a leggere.

Flusso in domini porosi e non porosi connessi

Una nuova interfaccia multifisica per il flusso in mezzi liberi e porosi consente di collegare flussi laminari in domini non porosi con flussi in domini porosi modellati dalla legge di Darcy. Questa funzionalità consente di modellare i flussi in applicazioni quali tessuti biologici, filtrazione su microscala, cellule elettrochimiche e infiltrazioni. Le condizioni al contorno del flusso libero, No slip, Continuous tangential velocity, Beavers-Joseph, Beavers-Joseph-Saffman e Viscous slip, possono essere applicate all'interfaccia tra i domini non porosi e quelli porosi. Si noti che l'interfaccia Free and Porous Media Flow, precedentemente disponibile, è stata rinominata in Free and Porous Media Flow, Brinkman.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Free and Porous Media Flow Coupling evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un modello di ugello nella finestra Graphics.
Il flusso proveniente da tre tubi con portate diverse si omogeneizza in un filtro poroso ed esce attraverso un ugello convergente in un canale quadrato.

Inizializzazione del flusso e flusso Hele-Shaw

Nel ramo Fluid Flow è stata aggiunta una nuova interfaccia Incompressible Potential Flow sotto la sezione Potential Flow. Il flusso che è contemporaneamente solenoidale e irrotazionale può essere rappresentato come flusso potenziale incomprimibile e, in molti scenari, questo approccio fornisce approssimazioni ragionevolmente accurate che si risolvono rapidamente. Questa interfaccia può anche essere utilizzata per ottenere valori iniziali per modelli di flusso fluido più complessi che includono effetti rotazionali. Inoltre, il flusso potenziale può essere utilizzato per modellare il flusso di scorrimento tra piastre parallele, ad esempio nelle celle di Hele-Shaw.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Incompressible Potential Flow evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un modello Hele-Shaw nella finestra Graphics.
Flusso in una cella di Hele-Shaw, dove la soluzione mostrata nella figura superiore è stata ottenuta utilizzando l'interfaccia Incompressible Potential Flow, mentre la soluzione mostrata nella figura inferiore è stata ottenuta con l'interfaccia Creeping Flow. La simulazione del flusso potenziale è stata completata in 18 secondi, mentre quella del flusso di scorrimento ha richiesto 25 minuti.