COMSOL模拟气流可视化

康达效应原理

流体（水流或气流）有偏离原本流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向。

当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时，只要曲率不大，流体就会顺着该物体表面流动。（如图）

产生原因

气流因粘性带动周围气体，从而在靠近壁的一面产生低压，所以气流在大气压的作用下靠在了壁上。

题目结合

因此能够隔着瓶子吹灭蜡烛的原因是由于康达效应，气体能够沿着瓶壁流动到瓶子后方，然后吹灭蜡烛。

仿真实验

对于这道流体类的赛题，我们想到了可以利用实验仿真模拟来更加形象化的描述物理过程。

我们通过将复杂抽象的概念模拟成具象化的图像，提高学生探索的兴趣和知识的可接受性。

下面！我们利用comsol软件对该实验仿真！

1、模型建构

首先这是一个点气源吹向一个圆筒的气流运动情况的模拟，我们假设它满足以下三个条件：

① 点气源阶跃出现

（本模型主要计算接下来100s会出现的情况）

② 气源、圆筒与被观察点在一条直线上，且它们的线

度远远小于边界10m

③ 雷诺数小于2300

（我们设置的是在物理场中选择流体流动 > 单相流 > 层流 (spf)）

图1 // 根据模型设置的几何图形

图2 // 建模 – 格设置

2、仿真结果呈现

图3 // 通过设置具体参数和边界条件我们可以得到表面等值线图

图4 // 等值线 gif

图5 // 高度图 gif

图6 // 表面图 gif