[发明专利]一种褐煤微波干燥多物理场仿真模拟方法

权利要求书

1.一种褐煤微波干燥多物理场仿真模拟方法，其特征是，包括以下过程：

建立褐煤微波干燥的多物理场耦合模型，所述褐煤微波干燥的多物理场耦合模型包括微波炉和煤样中的电磁场模型、煤样中的传热传质场模型和煤样中水分的渗流场模型；

根据微波炉和褐煤煤样实物结构，建立褐煤微波干燥的3D几何模型；

对3D几何模型赋予材料属性；

设置初始条件和边界条件；

对3D几何模型划分网格；

计算获得褐煤微波干燥过程中电场、温度场的分布。

2.根据权利要求1所述的一种褐煤微波干燥多物理场仿真模拟方法，其特征是，所述建立褐煤微波干燥的多物理场耦合模型的具体操作过程为：

在COMSOL软件中，选择“三维模型”，在“物理场选择”中依次添加“射频模块”中的“电磁波-频域”、“传热”中的“多孔介质传热”、“化学物质传递”中的“稀物质传递”、“数学”中的“偏微分方程接口”，其中，电磁波-频域模块用来模拟微波炉和煤样中的电磁场分布规律；多孔介质传热模块用来模拟煤样传热场中温度的分布规律；稀物质传递模块用来模拟煤样传质场中水分含量分布规律；系数形式偏微分方程接口模块用来模拟煤样中渗流场的气液两相流动。

3.根据权利要求1所述的一种褐煤微波干燥多物理场仿真模拟方法，其特征是，所述根据微波炉和褐煤煤样实物结构，建立褐煤微波干燥的3D几何模型包括：

将微波炉简化为由微波腔、波导和玻璃盘组成，所述微波腔是将微波能变为热能对物体进行加热的空腔，微波腔的腔壁由金属组成；所述波导位于微波腔的外壁顶部上；所述玻璃盘位于微波腔内部；

实物结构包括微波腔、波导、玻璃盘和褐煤煤样，根据微波腔和波导的长宽高，以及玻璃盘和煤样的半径及高度；在COMSOL软件中建立褐煤微波干燥的3D几何模型。

4.根据权利要求1所述的一种褐煤微波干燥多物理场仿真模拟方法，其特征是，对3D几何模型赋予材料属性包括：

根据微波炉和褐煤材料的不同可以将计算域分为五个区域：微波腔的腔壁、波导、玻璃盘、微波腔内空气域以及褐煤煤样；

所述微波腔的腔壁和波导材料为铜材料，材料属性包括相对磁导率、电导率以及相对介电常数；所述玻璃盘和微波腔内空气的材料属性包括相对磁导率、电导率以及相对介电常数；所述褐煤是具有三相的多孔介质材料，建立所述褐煤煤样的多相多孔介质模型，该模型由煤样基体、水分、水蒸气和空气组成，该煤样模型的材料属性包括含水率、液态水饱和度、湿空气饱和度、渗透率、煤样基体密度、水分密度、湿空气密度、煤样基体比热容、水分比热容、湿空气比热容、煤样基体导热系数、水分导热系数、湿空气导热系数、煤样基体相对磁导率、水分相对磁导率、湿空气相对磁导率、煤样基体电导率、水分电导率、湿空气电导率、煤样基体相对介电常数、水分相对介电常数、湿空气相对介电常数。