COMSOL单连通域多孔结构建模

原创于 2026-11-10 10:08:38 发布 8 0 0

COMSOL建模教程

COMSOL单连通域多孔结构建模

从孔隙图像的生成、CAD导入转换到COMSOL几何差集，三步建立干净的多孔模型

生成结构

多孔介质仿真中，几何模型是否“干净”直接影响网格划分与计算收敛性。打开 AbyssFish 单连通周期边界多孔结构 2D 软件，设置模型尺寸、目标孔隙率、孔喉半径与边界平滑参数。软件以黑色为孔隙、白色为颗粒，生成的孔隙部分具备单连通性，可避免后续出现悬空或无效几何。若实际孔隙率偏离设定值，适当增加迭代次数即可使其收敛。确认形态后导出 PNG 图像。

图 1 AbyssFish 单连通域软件参数界面与生成的 PNG 多孔结构图像

转换轮廓

启动 AbyssFish CAD 图像导入插件，载入上一步生成的 PNG 文件，由插件提取孔隙边界并生成闭合线条，在 AutoCAD 中另存为 .dxf 格式。这一步将位图转换为矢量轮廓，是 COMSOL 识别几何的前提。

图 2 CAD 图像导入插件界面及生成的 DXF 孔隙轮廓

导入建模

在 COMSOL 中新建二维模型，通过“几何 → 导入”载入 DXF 文件。导入后先用“转换为实体”将外侧矩形轮廓和内部孔隙轮廓分别转为实体，再以矩形实体为对象、孔隙实体为工具执行差集，即可得到多孔基体部件。若需模拟两相材料，可再次导入原 DXF 并构建联合体，将孔隙域赋予流体材料属性。需注意，孔喉半径不宜设置过小，否则网格划分需要更为精细；差集前建议先用“形成联合体”检查边界完整性。