传热模块更新

对于传热模块的用户,comsol多物理学®版本5.6包括用于地表到表面辐射的定向依赖性表面特性,这是一个新的多孔介质功能和一个相变界面边界条件。在下面阅读有关这些传热功能的信息。

相变界面边界条件

新的相变界面边界条件,结合变形的几何形状特征,定义与两个不同阶段相对应的两个域之间的接口。这种边界条件基于Stefan条件。它设置了相变温度,定义了相变的潜热的前速度,并指定了固体侧面和热通量跳跃评估。这种边界条件将相变模型为尖锐的界面,可用于许多应用,包括纯金熔化,如在锡融化的正面模型或固化或升华,如冷冻干燥模型。

模拟结果的冻干结果,左侧显示了固体和蒸气,温度以及热摄像机颜色桌子右侧显示的总热量。 气体和实心相(左)以及相变界面,温度和总热通量流线(右)。

多孔介质中的热量和水分传输

有一些新的接口和功能,用于在充满潮湿的空气和液态水的多孔介质中对耦合热和水分传输进行建模。新的多孔媒体中的水分传输接口提供吸湿性多孔培养基默认情况下,特征可用于通过蒸气对流和扩散以及液态水对流和毛细管流中的多孔介质中的水分传输来建模。由于总压力变化,通过对液体毛细管通量进行建模以及增加对重力力的支持,新的界面在液相和气相中都说明了对流。它可以与潮湿的空气特征是建模潮湿气流对多孔介质的影响。

在里面传播热量接口,新的潮湿的多孔介质域特征分别定义了固体,液体水和潮湿的空气特性的有效材料特性。这潮湿的空气子节点通过考虑水分含量来定义材料特性,并计算潮湿空气中的对流通量和扩散焓通量。这液态水子节点定义了液体水饱和度和速度场,可以自动设置热量和水分多物理耦合(如果有)。实心特性由多孔矩阵子节点。这些新功能可用于干燥和蒸发冷却应用。

样品显示为2D中的矩形,并具有流线,可视化气流和蒸汽浓度在彩虹颜色表中显示。 潮湿样品中蒸气和总通量流的浓度暴露于干燥和温暖的气流中。在comsol多物理学中®版本5.6版,模型设置由多孔介质中的热量和水分传输的新功能促进。

新的多孔媒介功能

处理多孔介质的新功能可用于定义不同的相位:固体,流体和固定流体。在里面在多孔介质中传热接口,多孔介质功能用于管理每个阶段的专用子场的材料结构:体液,,,,多孔矩阵,并且可选,固定流体。这个新的工作流程提供了更加清晰的信息,并改善了用户体验。它还以更自然的方式促进多孔介质中的多物理耦合。与水分传输多孔媒体流界面,多孔介质改进中的热传递使多孔介质中非等热流量和潜热存储的建模。

您可以在以下模型中看到此新设置:

Comsol Multiphysics 5.6版中的多孔介质功能设置,显示了有效的电导率选项,并突出显示了相互的平均值。 具有液体,固体和固定液的多孔材料,结合了多孔介质功能中的功能在多孔介质中传热界面。这设置窗口显示了从多孔介质中不同相位定义有效热导率的模型的选择。

地表到表面辐射的定向依赖性表面特性

在里面地表到表面辐射interface, when the ray shooting method is selected, you can now define surface properties that depend on the radiation incidence angle.这在不透明的表面半透明表面表面发射率,反射率和透射率的特征。这对于模拟具有吸收,反射和传输热辐射的质地或图案的表面很有用。

comsol Multiphysics 5.6 UI带有不透明的表面特征设置,以及右侧的定向依赖性表面属性模型的功能图。 不透明的表面特征定义了定向依赖性的发射率,从方向性函数(突出显示)定义节点和相应的功能图图形窗户。

参与介质的辐射的半透明表面

新的半透明表面功能可在参与媒体的辐射界面。在外部边界上,您可以指定外部辐射强度,并解释这种传入强度的一部分,该强度是通过表面传播的。在内部边界上,考虑了表面两侧的辐射强度。这种边界条件对于对参与媒体样本上透明介质产生的事件辐射进行建模特别有用。例如,为参与介质的辐射特性的表征建模是这种情况。您可以看到此功能在具有半透明表面的玻璃板的辐射冷却模型。

Comsol Multiphysics版本5.6中参与媒体接口中辐射中半透明表面边界条件的设置。 用户界面的半透明表面边界条件参与媒体的辐射接口提供用户输入,以定义边界两侧的表面传输率和用于外部边界的外部辐射强度。

分层材料的热接触和对称性

新功能扩展了分层材料的建模功能。新的热接触,界面功能使您可以表示表面的震荡和在层壳的层之间的内部接口处的间隙,该层负责层之间的热电阻。这是对分层对热性能的影响进行建模所需的,如带有热接触的层压复合壳的热膨胀模型。另外,对称功能,引入壳中的传热接口,允许您在边缘设置对称条件,以减少对称模型的大小。

带有热触点接口功能设置的comsol多物理5.6 UI,并显示了方形模型在右侧的两层的预览。 模型包含两层材料,在图​​层布局预览(右)上表示具有热电阻。这设置窗口提供了通过传导和辐射来定义热接触性能的输入。型号的几何大小已缩小对称模型树中存在条件。

自动检测流体传热中理想气体材料

体液在各种传热界面中可用的功能已更新,以利用理想的气体假设来提高计算效率。新的从材料中选项流体类型列表会自动检测到每个域选择上应用的材料是否是理想的气体,并在任何一种情况下都使用相关属性。例如,当计算压力在可压缩的非等热流动中起作用时,这可能会加快计算。由于comsol多物理中可用的气体®在材料库中,将其建模为理想气体,许多具有可压缩非等热流量的模型预计将从这种改进中受益。

LED灯泡的模型可视化灯泡周围的速度,从深蓝色到白色,并使用热摄像头颜色表中的温度以及灯泡中的温度。 LED灯泡中的温度分布(表面图)和速度(箭头和流线)。通过自动使用理想的气体配方,计算时间在comsol多物理学中短10%®版本5.6。

热量和能量平衡

能源和热量平衡定义的后处理变量已扩展到涵盖新的配置。具体而言,这些变量用于非等热流,以解释平面外热源;用于体积力,粘性耗散和压力的工作;对于边界应力;以及在内壁上非零正常速度的情况下用于焓通量。后处理变量或能量和热平衡定义也已扩展到分层材料。能量和热平衡为求解器误差估计提供了替代标准,以检查模拟精度。您可以在电子芯片冷却模型。

comsol多物理学5.6 UI具有横流热交换器模型显示的全局评估设置,该模型在图形窗口中显示在从深红色到白色到白色的颜色梯度,指示温度为kelvin。 验证跨流热交换器模型中的能量平衡。将进入热入口的总净能率与整个模型的能量平衡进行了比较。

新的和更新的教程模型和应用程序

comsol多物理学®5.6版将新的和更新的模型和应用程序带入传热模块。

冷冻干燥

模拟结果的冻干结果,左侧显示了固体和蒸气,温度以及热摄像机颜色桌子右侧显示的总热量。 气体和实心相(左)以及相变界面,温度和总热通量流线(右)。

应用程序库标题:
freeze_drying
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具有半透明表面的玻璃板的辐射冷却

温度为Kelvin的圆形玻璃板模型以深红色到白色的颜色梯度显示;盘子主要是浅黄色。 冷却10秒钟后,在玻璃板中的温度在玻璃板中的温度。

应用程序库标题:
glass_plate_semitransparent_surface
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锡融化的正面

一个2D模型,显示了开尔文的温度,以深红色到白色可视化,并为速度场箭头可视化。 使用新的锡融化前教程模型已更新相变界面捕获相变的功能。

应用程序库标题:
tin_melting_front
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蒸发率较高的多孔介质蒸发

样品显示为2D中的矩形,并具有流线,可视化气流和蒸汽浓度在彩虹颜色表中显示。 使用新的蒸发率教程模型的多孔介质中的蒸发已通过新的使用。多孔媒体中的水分传输接口通过多孔介质建模蒸气和液态水的传输。

应用程序库标题:
evaporation_porous_media_large_rate
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内联诱导加热器

一个用于设计内联电力加热器的仿真应用程序,左侧具有用于几何,材料和操作条件输入的字段,右侧的仿真结果。 现在,内联电导加热器应用程序使用面部边界层网格。

应用程序库标题:
inline_induction_heater
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