传热模块更新


COMSOL Multiphysics® 6.3 版本为“传热模块”的用户带来了多项新功能,包括描述多孔介质中水分输送的非平衡公式、模拟轨道热载荷的用户定义轨道特征,以及通过均匀化方法获取传热分析所需的材料属性。请阅读以下内容,进一步了解这些更新。

多孔介质中的水分输送

现在,用户可以使用多孔介质中水分输送的非平衡公式来求解相对湿度和液态水饱和度问题,通过非平衡假设来扩展模型的适用性。这个新功能在吸湿多孔介质 特征中提供。

“模型向导”中新增了两个水分输送接口。第一个接口多孔介质中的非平衡水分输送 无需假设汽-液平衡,即可计算多孔介质中的相对湿度和液态水饱和度。第二个接口自由和多孔介质中的水分输送 经过参数化处理,可以简化涉及多种共存介质的模型设置。新的多孔界面 特征还提供了在多种介质之间灵活建模的功能,例如界面处的蒸发。您可以参考新的过热蒸汽干燥教学案例,了解如何使用自由和多孔介质中的水分输送 接口和多孔界面 特征。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“吸湿多孔介质”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示木质颗粒模型。
吸湿多孔介质特征的设置,其中选择了新的非平衡公式。

轨道热载荷支持用户定义轨道

轨道热载荷 接口中,新的选项允许用户自由定义航天器的位置,以便对转移轨道期间的辐射传热进行建模和分析,这种灵活性为模拟航天器在不同轨道路径范围内的热载荷提供了更高的精度。您可以参考新的转移轨道教学案例,了解如何使用这一特征,以及如何模拟从低地轨道到地球静止轨道的转移过程。

传热材料属性的均匀化

传热 接口中,新增的单元周期性 特征可用于计算异质材料的有效材料属性。在此特征中,通过重复基本单元 (RUC) 或代表性体积单元 (RVE) ,能够计算周期性或其他结构化材料的等效导热系数张量、恒压热容和密度,为模拟和分析异质材料的传热属性提供了一种高效的方法。您可以参考周期性微结构的等效属性纤维复合材料热属性的均匀化教学案例,了解如何使用这一特征。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“单元周期性”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示微观结构模型。
新的 单元周期性特征的设置。

热辐射性能改进

对于透明介质,半立方体 算法新增了使用自适应分辨率粗化 选项,能够通过合并辐射水平相似的像素,自适应地粗化分辨率,以减少求解模型所需的内存。


射线发射 辐射方法现在支持新的镜面反射 特征,在模拟具有纯镜面反射的边界时实现了优化和性能改进。同时,还引入了正向射线追踪方法,用于计算外部辐射源的贡献,在处理多次反射时提高了计算精度。对于参与介质中的辐射吸收-散射介质中的辐射 接口,引入了一种具备专用稳定性的替代求解器,能够在保持与默认求解器相当的内存使用率的情况下,提高处理大量辐射方向的效率。

四组条形图,分别展示了默认求解器与替代求解器的计算时间的比较情况。
具有众多方向的不同模型在采用默认求解器与替代求解器时,计算时间的百分比差异图。

参与介质中的辐射吸收-散射介质中的辐射 接口中新增的对称 特征现在支持离散坐标法 (DOM),但仅适用于与组件轴对齐的平面边界。

您可以参考以下教学案例,了解如何使用这些改进功能:

新的教学案例

COMSOL Multiphysics® 6.3 版本的“传热模块”新增了以下教学案例。