COMSOL多級結構多孔材料建模

多孔材料具有高比表面積、低密度、優異的滲透性等特性,在能源、環境、生物醫藥、航空航天等領域應用廣泛;多級結構在不同空間尺寸上具有特定結構特征,各級之間相互耦合、協同作用,從而實現單一尺度結構無法獲得的整體性能。本案例介紹具備多級結構的多孔材料建模,并將模型導入COMSOL軟件內,以完成力學、化學催化等方面的仿真模擬。

COMSOL多級結構多孔材料建模的圖1

模型的宏觀結構采用Voronoi骨架支撐,微觀孔隙采用基于Voronoi計算的曲邊結構,以避免應力集中實現優異的力學性能,同時具備高比表面積,提高催化反應接觸面。

COMSOL多級結構多孔材料建模的圖2

模型采用CAD二維圖形Voronoi劃分插件V3.0版本參數化建模生成,在AutoCAD中將生成的二維圖形拉伸為三維模型。

COMSOL多級結構多孔材料建模的圖3

模型導出為iges格式文件后,導入到COMSOL內。

COMSOL多級結構多孔材料建模的圖4

可在COMSOL內對多級多孔結構的域及邊界分別設置材料參數。

COMSOL多級結構多孔材料建模的圖5

進行網格劃分,并進行后續的多級結構多孔材料在力學或化學催化等多方面的物理仿真研究。

COMSOL多級結構多孔材料建模的圖6

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