Introducción

El postprocesado en COMSOL Multiphysics® ofrece un gran potencial para el análisis de los resultados obtenidos en las simulaciones numéricas. Este análisis, que conocemos como postprocesado, permite generar imágenes de alta resolución y realismo a partir de los resultados de simulación. El modelo "Dam Breaking on a Column" [1] es un excelente ejemplo para comprender la capacidad de COMSOL Multiphysics® para el postprocesado de resultados, permitiendo visualizar una simulación de dinámica de fluidos computacional (computational fluid dynamics, CFD) utilizando el método Level Set que permite simular interfaces o contornos en movimiento utilizando una malla fija, y de especial utilidad para simular la interacción de fluidos con estructuras sólidas.

Modelización y simulación

El modelo en régimen transitorio "Dam Breaking on a Column" [1] emplea la interfaz de flujo bifásico en régimen laminar y función de nivel (Level Set) para simular el impacto de una ola de agua sobre una columna. Como se muestra en la Figura 1, un cuerpo de agua de 0.3 metros de altura se encuentra inicialmente contenido detrás de una compuerta. La simulación comienza cuando la compuerta se abre, de forma que el fluido se libera generando una ola que se desplaza hacia la estructura. Después del impacto inicial en la columna, el agua continúa su trayectoria hasta impactar en la pared del tanque, regresando para chocar con la columna una vez más. De este modo, es posible calcular la fuerza que ejerce el agua sobre la columna y puede compararse con medidas experimentales.

Figura 1. Geometría y situación inicial del agua.

Postprocesado

La Figura 2 muestra una animación que permite visualizar el resultado de la simulación del modelo. El postprocesado necesario para generar esa animación requiere utilizar la opción la opción de "Apariencia de materiales y transparencia" que se muestra en la Figura 3 (a). Esta opción permite definir un material para una superficie, especificar el color especular, color de difusión y color ambiente, así como diferentes parámetros de reflejos y sombras. Para agregar un grado de realismo aún mayor a la visualización de resultados, es fundamental activar las opciones de “oclusión ambiental”, “sombras directas” y “sombras del suelo” para conseguir el efecto visual deseado (Fig. 3 (b)).

Figura 2. Isosuperficie de la fracción volúmica del fluido (agua).

Figura 3. Opciones utilizadas para la visualización del gráfico. (a) Apariencia de materiales y transparencia. (b) Oclusión ambiental y sombras. (c) Opciones del nodo “View 1”.

La modificación de la escena visual en COMSOL Multiphysics® se realiza desde el nodo "View 1" que se muestra en la Figura 3 (c). En este nodo, es posible añadir diferentes tipos de luces, así como modificar su posición, intensidad y color. Se pueden crear diferentes vistas que pueden seleccionarse posteriormente en las figuras de postprocesado.

Otros ejemplos de Postprocesados en COMSOL Multiphysics® y visualización de resultados de simulación con un alto nivel de realismo se encuentra en los modelos "Sports Car" [2] (Figura 4) y "Wave Based Room" [3], que se muestran en la Figura 4 y Figura 5, respectivamente. Los ejemplos que se muestran en este artículo destacan el potencial de obtener Postprocesados hiperrealistas en COMSOL Multiphysics en numerosas disciplinas, como CFD e ingeniería acústica, entre otras.

Figura 4. Visualización de los resultados del modelo “Sports Car” [2].

Figura 5. Visualización de los resultados del modelo “Wave Based Room” [3].

Referencias

[1] Dam Breaking on a Column, Level Set. COMSOL Application Gallery: https://www.comsol.com/model/dam-breaking-on-a-column-level-set-87881. Acceso 2024.11.05.
[2] Large Eddy Simulation of a Sports Car. COMSOL Application Gallery: https://www.comsol.com/model/large-eddy-simulation-of-a-sports-car-97341. Acceso 2024.11.05.
[3] Wave-Based Time-Domain Room Acoustics with Frequency-Dependent Impedance. COMSOL Application Gallery: https://www.comsol.com/model/wave-based-time-domain-room-acoustics-with-frequency-dependent-impedance-90551. Acceso 2024.11.05.