Nouveautés du module Porous Media Flow

Pour les utilisateurs du module Porous Media Flow, la version 6.2 de COMSOL Multiphysics® introduit deux nouvelles interfaces, Transport d'humidité dans les solides et Transport de phase en milieu libre et poreux, ainsi que deux nouveaux couplages multiphysiques entre écoulements en milieu poreux et écoulements en milieu libre. Découvrez ces mises à jour et plus encore ci-dessous.

Transport d'humidité dans des solides

Dans des solides poreux, l'humidité peut être présente sous forme de vapeur ou d'eau liquide, et le transport de l'humidité peut avoir lieu par convection ou diffusion. La nouvelle interface Transport d'humidité dans les solides peut être utilisée pour modéliser le transport de vapeur et de liquide dans des corps déformables, avec par exemple de grandes rotations, du gonflement ou de la contraction. Vous pouvez voir un exemple d'utilisation de cette interface dans le nouveau tutoriel Moisture Transport in a Paperboard Roll.

Un modèle de sol composite bois-béton montrant l'absorption d'humidité à travers les différents matériaux.
Absorption d'humidité dans un sol composite bois-béton. L'air et le béton ont des teneurs en humidité différentes par rapport aux couches de bois en dessous, et le transport d'humidité entraîne un gonflement.

Nouvelle interface multiphysique Poroélasticité insaturée

Une nouvelle interface multiphysique Poroélasticité insaturée ajoute, lorsqu'elle est sélectionnée, une interface Mécanique du solide, une interface Transport d'humidité dans les solides et un couplage multiphysique Poroélasticité insaturée à l'arborescence du modèle. Vous pouvez voir cette nouvelle interface multiphysique utilisée dans le nouveau tutoriel Moisture Transport in a Paperboard Roll. Notez que cette fonctionnalité requiert le module Structural Mechanics.

Un modèle de rouleau de carton dans lequel on peut voir la distribution de l'humidité relative et la déformation au sein du matériau.
Distribution de l'humidité relative et déformation dans un rouleau de carton, issues du nouveau tutoriel Moisture Transport in a Paperboard Roll.

Poroélasticité biphasique

Une nouvelle option de modèle biphasique a été ajoutée au couplage multiphysique Poroélasticité. Cette nouvelle option est adaptée à la modélisation du couplage entre écoulements fluides et grandes déformations dans des hydrogels et des tissus biologiques mous.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre le couplage multiphysique Poroélasticité mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de tissu poroélastique dans la fenêtre graphique.
Pression et écoulement (flèches bleues) interstitiels dans un tissu mou poroélastique résultant de son indentation avec une sphère imperméable rigide.

Nouvelles fonctionnalités de double perméabilité

Il y a deux nouvelles fonctionnalités Milieu à double perméabilité et Milieu insaturé à double perméabilité dans les interfaces Loi de Darcy et Equation de Richards. Ces fonctionnalités permettent de modéliser des écoulements saturés ou insaturés avec une approche de double perméabilité, dans laquelle deux systèmes poreux distincts et interconnectés sont présents. L'approche de double perméabilité peut être appliquée à des cas dans lesquels les deux systèmes poreux sont complètement saturés et ont des perméabilités variables. Ces nouvelles fonctionnalités sont illustrées dans le nouveau tutoriel Furrow Irrigation — Dual Permeability.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre la fonctionnalité Milieu insaturé à double perméabilité mise en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et le modèle Furrow Irrigation — Dual Permeability dans la fenêtre graphique.
Le nouveau tutoriel Furrow Irrigation — Dual Permeability montrant la saturation effective dans les macropores et les micropores d'un sol insaturé durant l'irrigation.

Nouvelle fonctionnalité de double porosité

Une nouvelle fonctionnalité Milieu à double porosité a été ajoutée aux interfaces Loi de Darcy et Equation de Richards. Elle peut être utilisée pour modéliser des écoulements saturés se produisant dans des systèmes poreux interconnectés et très différents, par exemple dans le cas où l'un des systèmes poreux a des pores significativement plus grands (macropores) tandis que l'autre possède des pores plus petits (micropores). Cette nouvelle fonctionnalité est utilisée dans le nouveau tutoriel Seawater Intrusion in a Coastal Aquifer.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre la fonctionnalité Milieu à double porosité mise en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle d'aquifère côtier dans la fenêtre graphique.
Concentration en sel dans un aquifère de type double porosité, présenté dans le nouveau tutoriel Seawater Intrusion in a Coastal Aquifer.

Nouvelles interfaces pour les écoulements couplées en milieu libre et poreux

Une nouvelle interface multiphysique Ecoulement en milieu libre et poreux, Darcy ajoute, lorsqu'elle est sélectionnée, une interface Loi de Darcy, une interface Ecoulement laminaire et un nouveau couplage multiphysique Ecoulement en milieu libre et poreux à l'arborescence du modèle. Cette interface multiphysique peut être utilisée avec la nouvelle interface Transport de phase en milieu libre et poreux pour modéliser aisément le transport multiphasique dans un écoulement en milieu libre et poreux.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre le noeud de couplage multiphysique Ecoulement en milieu libre et poreux mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle d'écoulement multiphasique dans un canal dans la fenêtre graphique.
Ecoulement multiphasique dans un canal avec une seconde phase entrant par un milieu poreux adjacent.

Nouvelles options pour la masse volumique

Dans les interfaces Loi de Darcy et Equation de Richards, deux nouvelles options de Type de fluide sont disponibles dans le sous-noeud Fluide des fonctionnalités Milieu poreux et Milieu poreux insaturé. Les options Incompressible et Compressible, linéarisé ont été ajoutées, et l'option précédente par défaut Gaz/Liquide a été renommée Compressible afin de mieux décrire l'équation d'état utilisée pour le fluide.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre le noeud Fluide mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle d'écoulement avec convection naturelle dans la fenêtre graphique.
Les nouvelles options de définition de la masse volumique du fluide sont disponibles dans un menu déroulant. Présentées dans le tutoriel Buoyancy Flow with Darcy's Law — The Elder Problem.

Contributions additionnelles à la vitesse

Un nouveau sous-noeud Vitesse de contribution est disponible pour les fonctionnalités Milieu poreux, Milieu poreux insaturé, et Milieu à double porosité dans les interfaces Loi de Darcy et Equation de Richards. Cette nouvelle fonctionnalité permet d'ajouter des contributions externes à la vitesse de Darcy, qui peuvent par exemple émaner d'un gradient de concentration de soluté dans un écoulement liquide, ou de la diffusion de Knudsen dans des applications d'écoulements gazeux.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre le noeud Vitesse de contribution mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de simulation de contamination d'eaux souterraines dans la fenêtre graphique.
Contamination d'eaux souterraines, avec l'écoulement souterrain dans un aquifère défini à une vitesse contante, présentée dans le nouveau tutoriel Modeling Groundwater Contamination.

Transport de chaleur et d'humidité dans les milieux poreux anisotropes

Les caractéristiques des propriétés matériaux pour la perméabilité à la vapeur et la diffusivité de l'humidité des matériaux de construction prennent désormais en charge les propriétés anisotropes. Il peut être particulièrement utile de modéliser plusieurs couches ayant des propriétés matériaux différentes en un seul domaine homogène, comme le montre le nouveau modèle tutoriel Anisotropic Hygroscopic Porous Medium.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec un noeud Matériau en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, le menu contextuel matrice de coefficients de diffusion ouvert, et un graphique 2D montrant l'humidité relative pour l'anisotropie effective dans la fenêtre graphique.
La définition des propriétés anisotropes d'un matériau appliquée à un coefficient de diffusion.

Nouvelle option pour la sélection de données météorologiques

Dans le noeud Propriétés ambiantes, une nouvelle option a été ajoutée afin de choisir une station météorologique à partir de coordonnées GPS. Une fois que la longitude et la latitude ont été renseignées, la fonctionnalité propose les 100 stations les plus proches en utilisant la formule de haversine. Cela simplifie la sélection de la station la plus proche quand une localisation ne correspond pas exactement à une station existante.

Barrière humide mince sur frontière extérieure

La fonctionnalité Barrière humide mince a été améliorée pour être désormais applicable sur les frontières extérieures. Des applications typiques sont par exemples les barrières anti-vapeur ou les revêtements.

Nouveau tutoriel

COMSOL Multiphysics® version 6.2 apporte un nouveau tutoriel au module Porous Media Flow.