COMSOL多级结构多孔材料建模

多孔材料具有高比表面积、低密度、优异的渗透性等特性,在能源、环境、生物医药、航空航天等领域应用广泛;多级结构在不同空间尺寸上具有特定结构特征,各级之间相互耦合、协同作用,从而实现单一尺度结构无法获得的整体性能。本案例介绍具备多级结构的多孔材料建模,并将模型导入COMSOL软件内,以完成力学、化学催化等方面的仿真模拟。

COMSOL多级结构多孔材料建模的图1

模型的宏观结构采用Voronoi骨架支撑,微观孔隙采用基于Voronoi计算的曲边结构,以避免应力集中实现优异的力学性能,同时具备高比表面积,提高催化反应接触面。

COMSOL多级结构多孔材料建模的图2

模型采用CAD二维图形Voronoi划分插件V3.0版本参数化建模生成,在AutoCAD中将生成的二维图形拉伸为三维模型。

COMSOL多级结构多孔材料建模的图3

模型导出为iges格式文件后,导入到COMSOL内。

COMSOL多级结构多孔材料建模的图4

可在COMSOL内对多级多孔结构的域及边界分别设置材料参数。

COMSOL多级结构多孔材料建模的图5

进行网格划分,并进行后续的多级结构多孔材料在力学或化学催化等多方面的物理仿真研究。

COMSOL多级结构多孔材料建模的图6

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