传热 博客文章
应该使用哪个辐射接口建立传热模型?
与传导和对流传热机制相比,辐射传热有其独特的特点。例如,辐射不需要任何介质就能远距离传输热量,在非常高的温度下主要是辐射传热产生作用。此外,辐射依赖于方向、波长和温度。那么,在 COMSOL Multiphysics 软件中,哪个接口可以最好地考虑我们传热模型中的辐射?
利用拓扑优化设计区域热网
发电厂在冬季可以利用热电联产达到高效供电。它是如何做到的呢?依靠区域热网。以前,这种网络设计仅限于小型网络的线性模型或非线性模型。最近的研究表明,我们可以使用基于梯度的优化的非线性模型设计大型网络(参考文献 2)。
庞巴迪运输公司使用仿真 App 设计电感器
庞巴迪运输公司(Bombardier Transportation)是全球铁路运输解决方案提供应商,与 60 个国家的 200 个主要城市建立了合作关系。事实上,每天有超过 5 亿乘客会乘坐庞巴迪的制造的列车。这些列车的部件需要根据不同客户的要求,以及不同供应商的规格要求定制。
课程:利用热膨胀模拟焦耳热
了解焦耳热和热膨胀课程的概况。此外,还可访问示例模型资源。
多孔介质流模块简介
了解多孔介质流模块,用于模拟燃料电池过程中的多孔介质流,纸浆和纸张干燥,食品生产等。
使用多层材料功能模拟薄层中的传热
COMSOL Multiphysics® 软件中内置了一组全面的功能,可用于计算薄层中的传热。关于如何使用这些功能以较小的计算成本获得精确的解,本文不做详细讨论。这篇博客,我们将重点关注与 多层材料 功能有关的问题:这项功能有什么作用?您的模拟如何从中受益? 编者注:这篇博客最初发布于2019年。现在已经更新以包括自 COMSOL Multiphysics 5.5 版本开始传热模块中增加的新功能。 模拟薄层中的传热 COMSOL Multiphysics 中提供了一些功能,可以考虑几何结构中薄层的特定传热属性,并且无需在几何结构中明确表征这些层,即可求解薄层中的热量传递。对于不同领域的应用,您都可以在层中定义电流和机械应力,例如电子元件和承受热应力的层压复合材料壳。 下图显示了不同温度梯度下钢柱中的温度分布。由于热导率低,安装在钢柱中部由两种不同材料构成的薄陶瓷部件起到隔热屏障的作用,并在陶瓷部分产生温度产变。陶瓷层在模型几何中被表示为一个面而不是两层薄体积域,以减少对网格大小的限制,这可能会使几何的不同部分具有高纵横比。高纵横比会使该部分的可视化变得非常困难。尽管几何结构中并未明确表征陶瓷部件,您仍然可以求解所有层的温度分布,并可以将其放大后更好地进行后处理,如下图所示。 使用 固体传热 接口和 薄层 节点计算的包含陶瓷层的钢柱中的温度分布。为了清晰地查看结果,将陶瓷层的厚度放大了 20 倍。 有关此模型的更多详细信息,请参阅 COMSOL 案例库中的复合保温层教程案例。 多层材料功能对传热仿真有什么好处? 多层材料 功能可以在两方面提高您的仿真经验: 在模型树的中心位置对多层壳属性的定义进行分组,以在不同物理场接口中访问。这样做是为了将介质定义从物理场定义中分离出来并减少建模工作,因为对于所有的物理场,介质属性只需设置一次。 通过允许如任意数量、任何位置和任意方向的层来增加灵活性。 接下来,我们来看看使用 多层材料 功能计算多层壳中的传热的功能设计的优势,考虑一个包含两层壳的几何结构: 在边界 1 上定义的第一层壳,由包含材料 1(顶部和底部)和材料 2(中间)的 3 层组成 在边界2上定义的第二层壳,由材料3构成的单层材料 包含多层壳的几何,以及施加在边界 1 和边界 2 上的材料。 多层壳作为表面被包含在几何结构中,但物理场方程可以通过增加自由度(DOF)在重建的体积域(下图中以红色显示)中求解。 施加在边界 1 和边界 2 上的多层壳的重建体积域(厚度放大了 10 倍)。 当模拟该几何结构中热量传递时,我们可以指定层数、每一层的厚度和材料。除了这些属性之外,还可以轻松访问高级参数,例如厚度方向的网格单元数量、边界上多层材料的取向和位置,以及层交界面的特定材料属性。 除材料外,多层壳的所有属性均由 多层材料 节点定义,包括多层壳的组成,每一层的几何和离散特性。物理节点(本示例中为 薄层)指向多层材料 节点(下图的中间部分);多层材料 节点指向用于定义材料属性的材料节点(下图的底部)。 包含多层壳定义在内的模型节点。 因此,您可以应用一个单物理场模型,模拟由不同数量和类型的层组成的多层壳的热传导。多层壳的特性在 多层材料 节点中定义。通过在模型树中将介质属性和物理模型的定义划分为两个不同部分,如下图所示: 模型树和 固体 节点的 设置窗口。 软件中提供的几个多层材料节点: 单层材料 多层材料链接 多层材料堆叠 多层材料 阅读博客使用复合材料模块分析风力发电机叶片,了解如何将这些节点组合起来对风力发电机复合叶片进行模拟。 上文,我们对多层材料 功能进行了介绍,接下来,我们需要回答两个问题: 如何利用此功能进行传热仿真? 该功能对仿真过程有什么帮助? 在 COMSOL Multiphysics® […]
仿真助力环境保护的 6 种行业应用
节能建筑和电器,安全的核废料储存,保存完好的淡水湖泊。 这些都是模拟如何保护环境的几个例子。
通过数值分析表征材料特性
本篇博文来自 COMSOL 用户年会 2019 剑桥站的主题演讲,作者是西格里碳素(SGL Carbon)公司的 Bojan Jokanović。他向我们介绍了如何基于光学显微镜图像对材料结构进行仿真分析。