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Points forts de COMSOL Multiphysics® 6.2

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Nouveautés du module Heat Transfer

Pour les utilisateurs du module Heat Transfer, COMSOL Multiphysics® version 6.2 introduit le modèle de turbulence shear stress transport (SST) de Menter, des fonctionnalités et performances améliorées pour les chargements thermiques en orbite et le rayonnement de surface à surface, ainsi qu'une nouvelle fonctionnalité de connexion thermique. Ci-dessous, plus d'informations sur ces nouveautés.

Le modèle de turbulence SST ajouté au module Heat Transfer

La liste des modèles de turbulence disponibles dans le module Heat Transfer a été enrichie par l'ajout du modèle de turbulence shear stress transport (SST) de Menter. Il combine la précision du modèle k-ω et la robustesse du modèle k-ε et convient à de nombreux cas d'écoulements externes et d'écoulements internes avec des expansions brusques. Découvrez ce nouvel ajout dans le tutoriel Nonisothermal Turbulent Flow over a Flat Plate.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud de l'interface Ecoulement turbulent, SST mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, et un modèle d'échangeur de chaleur dans la fenêtre graphique.
Les modèles de turbulence disponibles dans le module Heat Transfer.

Amélioration des performances de calcul pour les chargements thermiques en orbite et le rayonnement de surface à surface

L'évaluation du flux de chaleur d'une source à l'infini peut désormais être évitée sur les éléments dont les facteurs de vue ambiants sont nuls ou extrêmement faibles, par exemple dans une cavité fermée. Dans l'interface Rayonnement de surface à surface, ceci s'applique à la fonctionnalité Source de rayonnment externe lorsque la Position de la source est réglée sur Distance infinie. Dans l'interface Chargements thermiques en orbite, cela s'applique à la fois à la fonctionnalité Propriétés du soleil et la fonctionnalité Propriétés de la planète car elles peuvent être considérées comme des sources à distance infinie. Cette fonctionnalité permet de réduire le temps CPU et les ressources en mémoires nécessaires, en particulier lorsqu'elle est utilisée avec la méthode hémicube. Les gains augmentent avec le nombre de sources externes à distance infinie et d'éléments de maillage intérieurs.

Dans les interfaces Rayonnement de surface à surface et Chargements thermiques en orbite, une nouvelle option Ordre d'intégration inférieur pour l'irradiation est disponible avec l'algorithme Hémicube en 3D et 2D. Cette option réduit l'ordre d'intégration et donc le nombre d'évaluations pour l'irradiation mutuelle et externe. Cela accélère le calcul tout en ayant un effet minimal sur les résultats.

Un histogramme montrant la différence dans le pourcentage en temps de calcul de plusieurs modèles de benchmark en utilisant COMSOL Multiphysics version 6.1 et COMSOL Multiphysics version 6.2.
La différence en pourcentage du temps de calcul pour les différents modèles en utilisant COMSOL Multiphysics® version 6.1 et COMSOL Multiphysics® version 6.2.

Chargements thermiques en orbite

L'interface Chargements thermiques en orbite ne nécessite plus l'ajout d'interface Evènements. La fonctionnalité Générer une interface Evènements a été remplacée par la nouvelle fonctionnalité Chronologie d'évènements, qui comprend une gestion intégrée des événements. L'utilisation de l'interface Chargements thermiques en orbite est désormais simplifiée grâce à cette fonctionnalité. Découvrez cette nouveauté dans les modèles suivants:

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics Montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Chronologie d'évènements mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, et un modèle de visualisation d'orbite dans la fenêtre graphique.
L'interface Chargements thermiques en orbite (sans interface Evènements supplémentaire) et la fenêtre de réglages de la nouvelle fonctionnalité Chronologie d'évènements.

Méthode des ordonnées discrètes en 2D axisymétrique

Dans les interfaces Rayonnement en milieu participatif et Rayonnement en milieu absorbant et diffusant, la méthode des ordonnées discrètes (DOM) est désormais également disponible pour les configurations 2D axisymétriques. Basée sur la discrétisation de l'espace angulaire, c'est la méthode la plus générale pour résoudre l'équation du transfert radiatif. Les nouveaux tutoriels Isotropic Scattering in a Cylindrical Furnace, Benchmark 1 et Isotropic Scattering in a Cylindrical Furnace, Benchmark 2 illustrent cette nouveauté.

Modèle de benchmark d'un four cylindrique montrant la diffusion isotrope dans la palette de couleurs Arc-en-ciel.
Rayonnement incident dans un four cylindrique par la méthode des ordonnées discrètes.

Connexion thermique

La nouvelle fonctionnalité Connexion thermique, disponible dans les interfaces de transfert de chaleur, est conçue pour relier deux sélections de frontières par une résistance thermique, un condensateur thermique ou une interface Système thermique discret. Cette fonctionnalité peut grandement simplifier la mise en place de modèles complexes en remplaçant des parties du modèle par des éléments de circuit équivalents représentant une connexion thermique entre les faces. Dans les cas simples où il y a une résistance thermique ou un condensateur thermique entre deux sélections de frontières, la fonctionnalité Connexion thermique élimine la nécessité d'ajouter une interface Système thermique discret pour connecter ces sélections. Pour des interactions thermiques plus complexes, la fonctionnalité Connexion thermique peut être connectée à une interface séparée Système thermique discret, avec laquelle n'importe quel système thermique discret peut être mis en place. Le tutoriel Lumped Composite Thermal Barrier illustre cette fonctionnalité.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Connexion thermique mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, et un modèle composite discret dans la fenêtre graphique.
Les réglages de la nouvelle fonctionnalité Connexion thermique, illustrés sur deux cylindres connectés par une résistance thermique correspondant à des couches minces de céramique.

Isolation thermique sur les arêtes

Une nouvelle fonctionnalité Isolation thermique, arête a été ajoutée aux interfaces de Transfert thermique. Elle est conçue pour annuler la condition de continuité définie par défaut lorsque deux objets 3D sont en contact le long d'une arête ou lorsque des objets 2D sont en contact en un point, comme montré dans le tutoriel Radiation in a Cavity.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Isolation thermique, arête mis en évidence; la fenêtre de réglages correspondante; et un modèle de rayonnement de cavité dans la fenêtre graphique.
Les réglages de la nouvelle fonctionnalité Isolation thermique, arête.

Améliorations du rayonnement de surface à surface et des chargements thermiques en orbite

Plusieurs améliorations ont été apportées aux interfaces Rayonnement de surface à surface et Chargements thermiques en orbite. L'option Vérifier la consistence dans les fonctionnalités des méthodes hémicube et lancer de rayons a été mise à jour pour prendre en compte les sources de rayonnement externes à des distances finies ou infinies. Il est désormais possible de définir l'opacité, l'opacité de la couche et la direction du rayonnement pour toutes les bandes spectrales à partir d'une seule entrée lorsque l'option Défini par l'utilisateur pour toutes les bandes est sélectionnée, quel que soit le nombre de bandes spectrales. Cette option peut être utilisée si les propriétés de transparence ou d'opacité du matériau ne dépendent pas de la longueur d'onde. Les symboles des directions de rayonnement sont désormais affichés sur les frontières où l'opacité est la même pour toutes les longueurs d'onde. En outre, un nouveau graphique prédéfini Visualisation du suivi de la trajectoire peut être utilisé pour visualiser la trajectoire d'un engin spatial depuis son propre point de vue, comme le montre le tutoriel Orbit Calculation.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre le Constructeur de modèles avec un graphique de surface mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, et un modèle de calcul d'orbite dans la fenêtre graphique.
Le nouveau graphique prédéfini Visualisation du suivi de la trajectoire dans l'interface Chargements thermiques en orbite.

Graphiques par défaut et prédéfinis

Les graphiques par défaut ont été retravaillés pour toutes les interfaces dans le module Heat Transfer, et de nombreux nouveaux graphiques prédéfinis sont désormais disponibles en fonction des interfaces physiques et des fonctionnalités présentes dans l'étude. A titre d'exemple, le couplage multiphysique Ecoulement non-isotherme génère maintenant un nouveau graphique par défaut qui montre le champ de température dans les domaines solide et fluide ainsi que l'écoulement de fluide. De nombreux tutoriels dans la bibliothèque d'applications incluent cette nouveauté, tels que le tutoriel Electronic Chip Cooling.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics Montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Volume mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, et un modèle de refroidissement de puce de batterie dans la fenêtre graphique.
Les nouveaux graphiques prédéfinis, illustrés par le nouveau graphique par défaut pour le couplage multiphysique Ecoulement non-isotherme.

Outils de visualisation des propriétés dépendantes de la longueur d'onde

De nouvelles fonctionnalités et graphiques prédéfinis ont été introduits dans toutes les interfaces relatives au rayonnement et dont les propriétés matériau dépendent de la longueur d'onde. Ces nouveaux graphiques peuvent être utilisés pour visualiser facilement la dépendance continue des propriétés dépendantes de la longueur d'onde et les valeurs moyennées par bandes utilisées dans le calcul. Le tutoriel Greenhouse Effect illustre cette nouvelle fonctionnalité.

Graphique 1D montrant la dépendance continue des propriétés des matériaux par rapport à la longueur d'onde et les valeurs moyennées par bande utilisées dans le calcul.
Un nouveau graphique prédéfini illustrant la dépendance continue des propriétés par rapport à la longueur d'onde et les valeurs moyennées par bande utilisées dans le calcul.

Améliorations pour l'écoulement non-isotherme

La loi de paroi thermique Haute dissipation visqueuse à la paroi, disponible dans le couplage Ecoulement non-isotherme, a été mise à jour pour calculer automatiquement la distance à la paroi critique. La distance à la paroi critique, qui dépend des paramètres de turbulence, indique l'endroit où l'on passe du comportement linéaire au comportement logarithmique dans la couche limite. Cela améliore la précision du calcul du flux de chaleur visqueux lorsque la loi de paroi thermique est définie avec des paramètres de turbulence différents de ceux par défaut. Découvrez cette amélioration dans le tutoriel Zero Pressure Gradient 2D Flat Plate.

Transfert de chaleur et d'humidité dans les milieux poreux anisotropes

Les propriétés matériaux relatives à la perméabilité de vapeur et à la diffusivité de l'humidité des matériaux de construction supportent désormais les propriétés anisotropes. Il peut être particulièrement utile de modéliser plusieurs couches ayant des propriétés matériaux différentes sous la forme d'un domaine homogène unique, comme le montre le nouveau tutoriel Anisotropic Hygroscopic Porous Medium.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Matériau mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, le menu contextuel de la matrice coefficient de diffusion ouvert, et un graphique 2D montrant l'humidité relative pour le modèle d'anisotropie effective dans la fenêtre graphique.
La définition des propriétés anisotropes d'un matériau appliquée à un coefficient de diffusion.

Nouvelle option pour la sélection de la station météo

Dans le noeud Propriétés ambiantes, une nouvelle option Atour de l'emplacement a été ajoutée pour choisir une station météo basée sur les coordonnées GPS. Une fois que la latitude et la longitude d'un emplacement spécifique ont été données, la fonctionnalité affiche les 100 stations météo les plus proches à l'aide de la formule de haversine. Cela simplifie la sélection de la station météo la plus proche lorsqu'un emplacement ne correspond pas exactement à une station existante. Le tutoriel Condensation Risk in a Wood-Frame Wall illustre cette nouvelle fonctionnalité.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics Montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Propriétés ambiantes mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, un menu contextuel de Station météo ouvert avec la liste des emplacements à proximité, et un modèle de boîte isotherme dans la fenêtre graphique.
L'interface utilisateur montrant les 100 stations météo les plus proches d'un emplacement spécifique.

Barrière humide mince sur les limites externes

La fonctionnalité Barrière humide mince dans les interfaces Transport d'humidité a été étendue pour s'appliquer sur les limites externes. Les applications typiques de cette fonctionnalité sont les pare-vapeur ou les revêtements extérieurs. Découvrez cet ajout dans le nouveau tutoriel Thin Vapor Barrier.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Barrière humide mince mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante, et un modèle de pare-vapeur mince dans la fenêtre graphique.
Les réglages de la fonctionnalité Barrière humide mince, appliquée ici à une limite externe.

Nouvelles options pour la fonctionnalité paire de contact thermique

Dans les interfaces de transfert de chaleur, la condition aux limites Paires pour le Contact thermique, qui est utilisée lors de la modélisation avec des assemblages CAO, dispose de nouvelles options pour définir le modèle de contact Couche mince résistive équivalente. Il est désormais possible de spécifier la Résistance totale ou la Conductance totale pour le contact thermique. La résistance ou la conductance globale de la zone en contact thermique est ainsi définie.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Contact thermique mis en évidence, la fenêtre graphique correspondante, et un modèle d'interrupteur à contact dans la fenêtre graphique.
La nouvelle option Résistance totale dans les réglages de la fonctionnalité Contact thermique, utilisée ici dans un modèle d'interrupteur.

Nouveaux tutoriels

COMSOL Multiphysics® version 6.2 apporte les nouveaux tutoriels suivants au module Heat Transfer.

Thin Vapor Barrier

Modèle de pare-vapeur mince montrant la distribution de l'humidité relative dans une charpente en bois dans la palette de couleurs Jupiter Aurora Borealis.
Distribution de l'humidité relative dans un mur à charpente en bois avec (en haut) et sans (en bas) prise en compte de la diffusion.

Lien de téléchargement de l'application

Anisotropic Hygroscopic Porous Medium

Graphique 2D d'un modèle de milieu poreux hygroscopique anisotrope montrant la distribution de l'humidité relative et la magnitude du flux d'humidité dans la palette de couleurs Jupiter Aurora Borealis.
Distribution de l'humidité relative et magnitude du flux d'humidité à travers un milieu poreux anisotrope effectif.

Lien de téléchargement de l'application

Isotropic Scattering in a Cylindrical Furnace, Benchmark 1

Le premier modèle de benchmark du four cylindrique montrant la diffusion isotrope dans la palette de couleurs Arc-en-ciel.
Rayonnement incident dans un four cylindrique vertical modélisé à l'aide de la méthode des ordonnées discrètes.

Lien de téléchargement de l'application

Isotropic Scattering in a Cylindrical Furnace, Benchmark 2

Le deuxième modèle de benchmark de four cylindrique montrant la diffusion isotrope dans la palette de couleurs Arc-en-ciel.
Rayonnement incident dans un four cylindrique large modélisé à l'aide de la méthode des ordonnées discrètes.

Lien de téléchargement de l'application