Nouveautés du module Heat Transfer


Pour les utilisateurs du module Heat Transfer, COMSOL Multiphysics® version 6.3 introduit de nouvelles fonctionnalités, notamment une formulation hors équilibre pour le transport d'humidité dans les milieux poreux, une fonctionnalité d'orbite définie par l'utilisateur pour simuler les chargements thermiques en orbite, et une méthode d'homogénéisation des propriétés matériau pour les analyses de transfert de chaleur. Découvrez ces nouveautés ci-dessous.

Transport d'humidité en milieu poreux

La formulation hors équilibre pour le transport d'humidité en milieu poreux peut désormais être utilisée pour résoudre à la fois l'humidité relative et la saturation en eau liquide, ce qui étend l'applicabilité de la modélisation au-delà des hypothèses d'équilibre. Cette nouvelle fonctionnalité est disponible dans le noeud Milieu poreux hygroscopique.

Deux nouvelles interfaces de transport d'humidité sont disponibles dans l'Assistant de modélisation. La première interface, Transport d'humidité hors équilibre en milieu poreux, calcule l'humidité relative et la saturation en eau liquide dans les milieux poreux sans s'appuyer sur une hypothèse d'équilibre vapeur-liquide. La seconde interface, Transport d'humidité en milieux libre et poreux, est paramétrée de façon à simplifier l'implémentation de modèles impliquant la présence de plusieurs milieux poreux. Une nouvelle fonctionnalité Interface poreuse offre également une modélisation flexible entre différents milieux, comme l'évaporation aux interfaces. Le nouveau tutoriel Superheated Steam Drying illustre l'interface Transport d'humidité en milieux libre et poreux et la fonctionnalité Interface poreuse.

L'interface utilisateur COMSOL Multiphysics montre le Constructeur de modèles avec le noeud Milieu poreux hygroscopique mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de particule sphérique de bois dans la fenêtre graphique.
Les réglages de la fonctionnalité Milieu poreux hygroscopique avec la nouvelle formulation hors équilibre sélectionnée.

Orbites définies par l'utilisateur pour les chargements thermiques en orbite

Dans l'interface Chargements thermiques en orbite, une nouvelle option permet aux utilisateurs de définir librement la position d'un engin spatial, ce qui permet la modélisation et l'analyse du transfert de chaleur par rayonnement durant les transferts orbitaux. Cette flexibilité permet de simuler avec une plus grande précision les charges thermiques des engins spatiaux sur l'ensemble des trajectoires orbitales. Le nouveau tutoriel Transfer Orbit illustre cette fonctionnalité et simule un transfert d'une orbite terrestre basse vers une orbite géostationnaire.

Homogénéisation des propriétés matériau pour le transfert thermique

La nouvelle fonctionnalité Périodicité de cellule de l'interface Transfert de chaleur donne une estimation des propriétés matériau effectives pour les matériaux hétérogènes. En utilisant les concepts des cellules unitaires répétées (CURs) ou des volumes élémentaires représentatifs (VERs), la fonctionnalité calcule le tenseur de conductivité thermique équivalente, la capacité thermique à pression constante, et la masse volumique pour des matériaux périodiques ou structurés. Cette fonctionnalité fournit une méthode efficace pour modéliser et analyser les propriétés de transfert thermique dans des milieux hétérogènes. Elle est utilisée dans les tutoriels Equivalent Properties of Periodic Microstructures et Homogenization of Fiber Composite Thermal Properties.

L'interface utilisateur COMSOL Multiphysics montre le Constructeur de modèles avec le noeud Périodicité de cellule mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de microstructure dans la fenêtre graphique.
Les réglages de la nouvelle fonctionnalité Périodicité de cellule.

Amélioration des performances pour le rayonnement thermique

Pour les milieux transparents, une nouvelle option Utiliser un grossissement de résolution adaptatif est disponible avec l'algorithme Hémicube. Cette option grossit le maillage de façon adaptative en fusionnant des pixels ayant des niveaux d'irradiation similaires, ce qui réduit la mémoire nécessaire pour résoudre ces modèles.


La méthode Lancer de rayons prend désormais en charge la nouvelle fonctionnalité Miroir spéculaire. Cette fonctionnalité offre une optimisation et de meilleures performances lorsque l'on modélise des frontières avec une réflexion purement spéculaire. Une approche de lancer de rayon direct est également disponible pour calculer la contribution de sources externes de rayonnement, ce qui améliore la précision en cas de réflexions multiples. Pour les interfaces Rayonnement en milieu participatif et Rayonnement en milieu absorbant et diffusant un solveur alternatif avec une stabilisation dédiée a été introduit, offrant une efficacité dans les cas avec de nombreuses directions tout en maintenant une utilisation de mémoire similaire à celle du solveur par défaut.

Quatre sets de graphiques en barres, chacun comparant le temps de calcul du solveur par défaut avec celui du solveur alternatif.
Différence en pourcentage du temps de calcul pour différents modèles avec un grand nombre de directions en utilisant le solveur par défaut et le solveur alternatif.

La fonctionnalité Symétrie est désormais également disponible dans les interfaces Rayonnement en milieu participatif et Rayonnement en milieu absorbant et diffusant avec la méthode des ordonnées discrète (DOM). Avec cette méthode, la fonctionnalité est restreinte aux frontières planes alignées avec les axes du composant.

Ces améliorations sont illustrées dans les tutoriels suivants:

Nouveaux tutoriels

La version 6.3 de COMSOL Multiphysics® introduit les nouveaux tutoriels suivants pour le module Heat Transfer.