COMSOL Multiphysics 中的扩展有限元方法实现：不连续多孔介质中流体流动的热-水-力耦合建模
数学软件
2021-12-23 v1 计算工程、金融与科学
摘要
本文提出了在通用商业软件 COMSOL Multiphysics 中实现扩展有限元方法（XFEM），用于不连续多孔介质中的多场热-水-力耦合问题。为此，依据 COMSOL 建模结构提出了一种专属的富集策略。采用 COMSOL 模块与物理场接口来考虑热-水-力耦合分析中所涉及的相关物理过程，即：力学变形、多孔介质中的流体流动与传热。对物理场接口的内部变量进行了必要修改，以确保富集解场评估的一致性。模型的预处理、水平集更新、相关物理场耦合与后处理过程，通过协调使用 COMSOL 内置功能及 COMSOL LiveLink for MATLAB 函数来完成。详细描述了实现过程、富集区域处理的补救措施、XFEM 框架搭建、多物理场耦合、数值积分与数值求解策略。通过考察若干涉及二维/三维多孔岩石环境中单/多不连续面的多场热-水-力耦合模拟，研究了所提方法的能力与性能。
引用
@article{arxiv.2112.11918,
title = {An eXtended Finite Element Method Implementation in COMSOL Multiphysics: Thermo-Hydro-Mechanical Modeling of Fluid Flow in Discontinuous Porous Media},
author = {Ahmad Jafari and Mohammad Vahab and Pooyan Broumand and Nasser Khalili},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.11918},
year = {2021}
}