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Nouveautés du module Heat Transfer
Pour les utilisateurs du module Heat Transfer, la version 6.1 de COMSOL Multiphysics® apporte de nouveaux outils de modélisation pour les analyses thermiques des engins spatiaux, un couplage multiphysique pour définir une condition de continuité entre des surfaces partagées ou en vis-à-vis, et de nouveaux outils pour définir des modèles de rayonnement de surface à surface. Plus d'informations ci-dessous sur les nouveautés du module Heat Transfer.
Analyse thermique d'engins spatiaux
La nouvelle interface Chargements thermiques en orbite fournit des fonctionnalités prédéfinies pour la modélisation des chargements radiatifs sur un engin spatial, notamment le rayonnement du Soleil et de la Terre pour les satellites en orbite autour de la Terre. Vous pouvez utiliser cette fonctionnalité pour inclure les propriétés radiatives de l'engin spatial, son orbite et son orientation, les paramètres de l'orbite et les propriétés de la planète. L'interface physique calcule et génère également des résultats qui montrent le rayonnement solaire direct, l'albédo, et le flux infrarouge de la planète, ainsi que le transfert de chaleur radiatif entre les différentes parties de l'engin spatial. En couplant cette interface avec une interface de transfert de chaleur, vous pouvez tenir compte de la conduction thermique dans les parties solides d'un engin spatial. Cette fonctionnalité est illustrée dans les nouveaux modèles suivants:
Connecteurs thermiques entre coques et domaines
Les nouveaux couplages multiphysiques Connexion thermique sont conçus pour définir une condition de continuité entre deux champs de température, calculés respectivement par une interface de transfert de chaleur dans un domaine et une interface Transfert de chaleur dans des coques. La condition peut être définie sur une frontière partagée par les deux interfaces ou sur deux frontières en regard. La connexion peut être utilisée pour les coques qui sont en contact par une arête, une frontière partagée avec l'interface de domaine, ou une frontière qui fait face à une autre frontière de l'interface de domaine. Ce couplage multiphysique simplifie grandement l'utilisation d'interfaces combinées de domaine et de coque dans les modèles. Cette fonctionnalité est illustrée dans le modèle Dissipateur thermique à empilement de disques et les tutoriels suivants:
- thermal_connection_by_edges
- thermal_connection_by_facing_boundary
- thermal_connection_by_shared\boundaries
Outils de vérification pour les modèles de rayonnement de surface à surface
De nouveaux outils sont disponibles pour aider à définir les modèles de rayonnement de surface à surface. Lors de la configuration du modèle, la direction du rayonnement émis est maintenant représentée dans la fenêtre graphique par un symbole pour l'option Déterminée par l'opacité et pour les modèles de surface grise. Un symbole d'avertissement est affiché en cas de configuration inattendue. En outre, lors de l'évaluation du facteur de vue, une vérification optionnelle est disponible pour détecter une topologie incohérente. Ces outils réduisent de façon importante le risque de définition erronée des modèles, en particulier pour les configurations géométriques complexes. Ces nouveautés sont illustrées dans le nouveau modèle Vérification de la topologie pour le rayonnement surface à surface et les modèles existants suivants:
- cavity_radiation
- chip_cooling
- heat_sink_surface_radiation
- inline_induction_heater
- light_bulb
- parallel_plates_diffuse_specular_ray_shooting
- parasol
- potcore_inductor
- thermal_annealing
- tpv_cell
- view_factor
- petzval_lens_stop_analysis_with_surface_-_to_-_surface_radiation
Améliorations du rayonnement de surface à surface
La méthode de lancer de rayons a été améliorée de sorte que les petites surfaces soient détectées même lorsqu'une résolution grossière est utilisée pour l'évaluation du facteur de vue. Combinée à l'adaptation de la résolution, cette méthode améliore la précision du facteur de vue avec un nombre optimal de rayons. En outre, pour toutes les méthodes de calcul du facteur de vue, les expressions utilisées pour définir les variables et les équations sont désormais prétraitées de sorte que leur lisibilité soit facilitée et que leur évaluation soit beaucoup plus rapide lors de l'étape d'assemblage. Les modèles suivants illustrent ces améliorations:
- cavity_radiation
- chip_cooling
- heat_sink_surface_radiation
- inline_induction_heater
- light_bulb
- parallel_plates_diffuse_specular_ray_shooting
- parasol
- potcore_inductor
- thermal_annealing
- tpv_cell
- view_factor
- petzval_lens_stop_analysis_with_surface_-_to_-_surface_radiation
Taux de fluence
Dans l'interface Rayonnement de surface à surface, il est désormais possible d'ajouter un noeud Calcul du taux de fluence afin de sélectionner les domaines dans lesquels le taux de fluence doit être calculé. Le taux de fluence indique l'exposition au rayonnement dans le cas où un petit objet est placé dans une cavité. Ceci est utile lorsque vous voulez, par exemple, vérifier l'exposition aux UV dans un réacteur de purification d'eau. Le modèle Réacteur annulaire à ultraviolets, eau transparente illustre cette nouvelle fonctionnalité.
Données climatiques: ASHRAE 2021
Les propriétés ambiantes, telles que la température, l'humidité, les précipitations et le rayonnement solaire, peuvent être définies à l'aide d'un noeud Propriétés ambiantes sous Définitions > Propriétés partagées. Outre la possibilité d'ajouter des données météorologiques personnalisées, des variables ambiantes peuvent être calculées à partir de mesures moyennes mensuelles et horaires provenant de valeurs figurant dans les handbooks fournis par l'American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). Les données météorologiques fournies par le handbook ASHRAE 2021 ont été intégrées dans COMSOL Multiphysics® et contiennent des données ambiantes provenant de plus de 8500 stations météorologiques dans le monde.
Vous pouvez retrouvez cette nouvelle fonctionnalité dans les modèles suivants:
Lois de paroi thermique améliorées pour la dissipation visqueuse
Dans le couplage Ecoulement non-isotherme, les réglages de Turbulence du transfert de chaleur, incluent un nouveau réglage Loi de paroi thermique pour les modèles de turbulence de Navier-Stokes à moyenne de Reynolds (RANS). Deux options sont disponibles: Standard, qui convient à la plupart des configurations, et Haute dissipation visqueuse à la paroi, qui tient compte de la dissipation visqueuse dans la couche limite. Cette option est nécessaire pour obtenir des résultats précis dans le cas d'un écoulement interne rapide, notamment pour les chemins étroits ou bien si le fluide est très visqueux. Le nouveau modèle Plaque plane 2D à gradient de pression nul illustre cette fonctionnalité.
U_inf), et les courbes cyan indiquent le profil de vitesse à x = 0.97 m et x = 1.9 m.
Fonction de transition de phase définie par l'utilisateur pour les matériaux avec changement de phase
Dans la fonctionnalité Matériau avec changement de phase, une fonction de transition de phase Défini par l'utilisateur est disponible et permet une description plus précise des propriétés du matériau. Cette option permet d'utiliser des descriptions précises des changements de phase à partir de mesures ou de bases de données matériaux. Cette fonctionnalité est illustrée dans le nouveau modèle Changement de phase dans une colonne de sol semi-infinie - Solution de Lunardini et les tutoriels existants suivants:
- continuous_casting_apparent_heat_capacity
- cooling_solidification_metal
- frozen_inclusion
- isothermal_box
- phase_change
Fonctionnalités supplémentaires pour le transport d'humidité dans les milieux poreux hygroscopiques
Pour simplifier les définitions de modèles, le couplage multiphysique Ecoulement avec humidité a été mis à jour de sorte que la variable du taux d'évaporation calculée par l'interface Transport d'humidité soit prise en compte dans le bilan massique calculé par l'interface Equations de Brinkman. En outre, les conditions aux limites Frontière ouverte et Ecoulement entrant peuvent désormais être appliquées aux frontières externes adjacentes à des domaines sur lesquels le milieu poreux hygroscopique est actif.
Nouveaux tutoriels
COMSOL Multiphysics® 6.1 apporte de nouveaux tutoriels au module Heat Transfer.
Calcul d'orbite
Nom de l'application:
orbit_calculation
Lien de téléchargement de l'application
Chargements thermiques sur orbites
Nom de l'application:
orbit_thermal_ loads
Lien de téléchargement de l'application
Analyse thermique d'une navette spatiale
Nom de l'application:
spacecraft_thermal_analysis
Lien de téléchargement de l'application
Echangeur de chaleur à plaques et à ailettes
Nom de l'application:
plate_fin_heat_exchanger
Lien de téléchargement de l'application
Plaque plane 2D à gradient de pression nul
Nom de l'application:
zero_pressure_gradient_2d_flat_plate
Lien de téléchargement de l'application
Réacteur annulaire à ultraviolets, eau optiquement transparente
Nom de l'application:
annular_ultraviolet_reactor_optically_transparent_water
Lien de téléchargement de l'application
Tutoriels de connecteurs thermiques
Noms des applications:
thermal_connection_edges
Lien de téléchargement de l'application
thermal_connection_facing_boundary
Lien de téléchargement de l'application
thermal_connection_shared_boundaries
Lien de téléchargement de l'application
Vérification topologique pour le rayonnement de surface à surface
Nom de l'application:
topology_verification_nonradiating
Lien de téléchargement de l'application