heat transfer in comsol (انتقال حرارت در کامسول)

ماژول انتقال حرارت در کامسول

با استفاده از ماژول انتقال حرارت ، یک محصول اضافی به پلت فرم COMSOL Multiphysics ، انتقال حرارت را با هدایت ، همرفت و تابش تجزیه و تحلیل کنید. ماژول انتقال حرارت شامل مجموعه ای جامع از ویژگی ها برای بررسی طرح های حرارتی و اثرات بارهای حرارتی است. می توانید زمینه های دما و شار حرارتی را در دستگاه ها ، اجزاء و ساختمان ها مدل کنید. برای بررسی رفتار واقعی یک سیستم یا طراحی بصورت مجازی ، به راحتی چندین اثر فیزیکی را در یک شبیه سازی با قابلیت های مدل سازی چند فیزیکی موجود در نرم افزار جفت کنید.

انتقال گرما و جریان غیر گرمایی در کامسول

ماژول انتقال حرارت شامل ویژگی هایی برای مدل سازی انتقال گرما و اثرات جریان غیر گرمایی است. از این قابلیتها می توان برای مدل سازی مبدلهای حرارتی ، خنک کننده های الکترونیکی و صرفه جویی در انرژی استفاده کرد و چند نمونه را نام برد. هر دو جریان آرام و آشفته پشتیبانی می شوند و می توانند با همرفت طبیعی و اجباری مدل شوند.

ممکن است تأثیر کار فشار و اتلاف چسبناک بر توزیع دما را در نظر بگیریم. آشفتگی را می توان با استفاده از مدلهای Navier-Stokes (RANS) با میانگین رینولدز مانند k-ε ، k-ε-low Reynolds ، yPlus جبری یا LVEL مدل سازی کرد. مدلهای تحریک k-ε ، k-ω ، انتقال تنش برشی (SST) ، v2-f و Spalart-Allmaras وقتی با ماژول CFD ترکیب شوند ، در دسترس هستند.

بسته به مدل جریان ، انتقال دما در سطح مشترک سیال و جامد به طور خودکار با استفاده از تداوم ، عملکردهای دیوار یا تصفیه خودکار دیوار انجام می شود. وقتی نیروهای جاذبه برای شبیه سازی جریان غیر گرمایی فعال شده اند ، همرفت طبیعی را می توان به راحتی در نظر گرفت. یک مثال مدل سازی جریان غیر هم دما با استفاده از COMSOL Multiphysics و ماژول انتقال حرارت.

لایه ها و پوسته های نازک در ماژول انتقال حرارت کامسول

برای مدل سازی انتقال حرارت در لایه های نازک ، ماژول انتقال حرارت مدل های لایه تخصصی و فناوری مواد لایه ای را ارائه می دهد تا به راحتی پیکربندی های پیچیده را تعریف کرده و انتقال حرارت را در لایه هایی که از نظر هندسی بسیار کوچکتر از بقیه مدل هستند ، بررسی کند. این قابلیت برای لایه های نازک ، پوسته ، فیلم های نازک و شکستگی در دسترس است.

برای لایه های جداگانه ، مدل لایه نازک حرارتی برای مواد بسیار رسانا در شرایطی استفاده می شود که سهم لایه در انتقال حرارت عمدتا در جهت های مماسی آن است و تفاوت دما بین طرفین لایه ناچیز است.

برعکس ، مدل لایه ضخیم حرارتی می تواند نشان دهنده مواد رسانای ضعیفی باشد که در جهت عمود بر پوسته به عنوان یک مقاومت حرارتی عمل می کنند. این مدل اختلاف دما بین دو طرف لایه را محاسبه می کند. سرانجام ، مدل کلی یک مدل بسیار دقیق و جهانی را ارائه می دهد ، زیرا معادلات حرارتی کامل را در بر می گیرد.

ویژگی های مواد لایه ای بارهای حرارتی مشابه مدل دامنه معمولی را پشتیبانی می کند. به طور خاص ، منابع حرارتی و سینک ها را می توان بر روی لایه ها یا در رابط لایه ها ، و شار حرارتی و تابش سطح به سطح را می توان در هر دو طرف پوسته ها تعریف کرد. هنگام استفاده از فناوری لایه لایه ، ابزارهای پیش پردازشی برای تعریف دقیق مواد لایه ای ، بارگذاری/ذخیره تنظیمات ساختار لایه از/به یک فایل و ویژگی های پیش نمایش لایه وجود دارد.

علاوه بر این ، ابزارهایی برای تجسم نتایج در ساختارهای نازک و لایه ای گنجانده شده اند که گویی در اصل به عنوان جامدات سه بعدی مدل شده اند. به طور خاص ، قطعات سطحی ، قطعه قطعه ، و قطعه ضخامت پشتیبانی می شوند. عملکرد مواد لایه ای در ماژول AC/DC و ماژول سازه سازه گنجانده شده است ، و این امکان را فراهم می کند که از کوپلینگ های چند فیزیکی مانند گرمایش الکترومغناطیسی یا انبساط حرارتی بر روی مواد لایه ای استفاده شود.

” اگر در شبیه سازی کامسول دچار مشکل شده اید حتما با متخصصین حامی پروژه تماس بگیرید”

تابش سطح به سطح در ماژول انتقال حرارت کامسول

ماژول انتقال حرارت از روش تابش برای مدل سازی تابش سطح به سطح بر روی سطوح پراکنده ، سطوح پراکنده-چشمی مخلوط و لایه های نیمه شفاف استفاده می کند.

اینها در هندسه های دو بعدی و سه بعدی ، و در هندسه های متقارن دو بعدی هنگام مدل سازی سطوح پراکنده موجود است. ویژگیهای سطح و محیط ممکن است به دما ، طول موج تابش ، زاویه برخورد یا هر مقدار دیگری در مدل بستگی داشته باشد. ویژگی های شفافیت را نیز می توان در هر نوار طیفی تعریف کرد (و تعداد دلخواه از نوارهای طیفی پشتیبانی می شود).

تنظیمات از پیش تعیین شده برای تابش خورشید و محیط در دسترس است ، جایی که جذب سطحی برای طول موج های کوتاه (نوار طیفی خورشیدی) ممکن است با طول موج های بلندتر (باند طیفی محیط) با تابش سطحی متفاوت باشد. علاوه بر این ، جهت تابش خورشید را می توان از موقعیت جغرافیایی و زمان تعریف کرد. فاکتورهای نمای با استفاده از روش همی کیوب ، عکسبرداری با اشعه یا منطقه یکپارچه سازی مستقیم محاسبه می شوند.

برای شبیه سازی های موثر محاسباتی ، می توان صفحات یا بخشهای تقارن را تعریف کرد. هنگامی که با یک قاب متحرک ترکیب می شود ، رابط تابش سطح به سطح بطور خودکار با تغییر شکل پیکربندی هندسی ، عوامل نمای را به روز می کند.

تغییر فاز در ماژول انتقال حرارت کامسول

مدل سازی پدیده های تغییر فاز در تجزیه و تحلیل انتقال حرارت با ماژول انتقال حرارت آسان است. ویژگی Phase Change Material فرمولاسیون ظرفیت حرارتی ظاهری را پیاده سازی می کند و علت آنتالپی تغییر فاز و همچنین تغییرات در خواص مواد ، از جمله قابلیت مدل سازی تغییرات حجم و تغییرات توپولوژی را در بر می گیرد.

متناوبا ، فاز تغییر رابط ویژگی های مدل تغییر فاز به دنبال شرایط تعادل انرژی استفان برای محاسبه سرعت رابط بین دو مرحله که ممکن است چگالی متفاوتی داشته باشند. در ترکیب با هندسه تغییر شکل یافته ، این روش یک روش بسیار م toثر برای مدل سازی تغییرات است که هیچ تغییر توپولوژی رخ نمی دهد.

هدایت ، همرفت و تجزیه و تحلیل تابش در ماژول انتقال حرارت کامسول

ماژول انتقال حرارت می تواند برای مطالعه دقیق سه نوع انتقال حرارت مورد استفاده قرار گیرد و تجزیه و تحلیل هایی را که با بستر شبیه سازی اصلی COMSOL Multiphysics® امکان پذیر است ، گسترش دهد.

هدایت برای توصیف رسانایی که در هر ماده ای رخ می دهد ، می توانید هدایت حرارتی را ایزوتروپیک یا ناهمسانگرد تعریف کنید و ممکن است ثابت یا تابعی از دما (یا هر متغیر مدل دیگر) باشد. همرفت محاسبه حرکت سیالات در شبیه سازی انتقال حرارت. برای مدل سازی کارهای تحت فشار می توانید از ویژگی ها استفاده کنید. اتلاف چسبناک ؛ و همرفت اجباری و رایگان (یا طبیعی). تابش – تشعشع ماژول انتقال حرارت به شما امکان می دهد تابش سطح به سطح را با استفاده از روش تابش و همچنین تابش در رسانه های شرکت کننده با استفاده از تقریب Rosseland ، تقریب P1 یا روش مختصات گسسته (DOM) مدل سازی کنید.

تقریب P1 و DOM همچنین برای تابش در محیط های جذب و پراکندگی ، برای مدل سازی انتشار نور در یک محیط غیر قابل انتشار ، به عنوان مثال ، در دسترس هستند. شما همچنین می توانید یک پرتو تابشی را در جذب تابش محیط با استفاده از قانون بیر-لامبرت مدل کنید و این اثر را با اشکال دیگر انتقال حرارت جفت کنید.

برای دریافت فایل کامل آموزش ماژول انتقال حرارت در نرم افزار کامسول لطفا کلیک نمایید.

جهت یادگیری کامل نرم افزار کامسول آموزش های رایگان ما را در سایت حامی پروژه دنبال نمایید. و در صورت مشکل در انجام پروژه های comsol خود با متخصصین حامی پروژه در تماس باشید. برای ارتباط با تیم تخصصی کامسول حامی پروژه با شماره 09934702599 تماس حاصل نمایید.