188金宝搏优惠comsolMultiphysics®软件全面,其中其中材料计算薄层的的传热。如何较的的成本成本获得获得精确的的解本篇博文,我们我们讨论与多层材料技术的,即即有什么?在的模拟中应用技术技术?
编者:本篇本篇最早于于2019年。后的内容自自188金宝搏优惠多物理学5.5版本开始模块可用的新。。
薄层中的仿真
comsol Mult188金宝搏优惠iphysics具有具有具有:计算具有:计算结构薄层的特定传热属性热属性热属性热属性,求解热属性热属性热属性热属性热属性求解穿过穿过问题领域,例如电子承受的壳壳壳壳,也都壳可以在各
comsol188金宝搏优惠模拟模拟在一个温度温度钢柱中中分布。。在在钢柱钢柱一半一半一半高度高度位置位置,有在中,陶瓷层表示几何表面,而表面,而个表面两个个薄薄。高纵横比也会使该部分的可视化变得非常困难。尽管没有在几何图形中明确表示陶瓷零件,我们仍然可以求解整个层的温度分布并在后处理中将其放大,如下图所示。
使用“固体”接口和“薄层”节点节点计算陶瓷层钢柱中的温度分布。。为了可视化视化
有关此更多信息信息188金宝搏优惠复合保温层教程案例。
多层技术对有什么作用?
多层材料技术可以的建模经验
- 在树对多层壳属性后后后后,可以后,可以不同物理场物理场物理场接口接口中中中中中进行进行访问访问。。。。即即通过通过将将将介质介质介质定义从物理分离分离分离工作,因为对于物理现象,介质介质需要设置次就了了
- 增加。,可以可以位置添加数量任何方向的。。
接下来,我们以个两个多结构结构为,介绍例,介绍多层材料技术对层的计算进行功能设计:
- 在在边界上第一个多多层壳层壳层壳层壳层壳层壳层壳层壳层壳层壳((顶部顶部底部底部底部底部底部底部底部底部底部和和和和和和和材料材料材料材料材料材料材料材料((((((中间中间)
- 2上上的个多层壳层壳层壳层壳层壳层壳层壳
应用边界1和2的的多的几何和。。。
多层壳作为在中中中中中中中中中可以重建体积域(下图中中((
1和22上上定义多层壳的重建体积域(厚度放大放大了了10倍)
当传热时时时,可以时可以数,每层的厚度和和材料材料材料材料。除了除了除了这些属性属性之外多层取向位置,以及以及层的材料属性。。
除材料,多多的属性由多多层材料节点定义,包括层壳组成,以及以及一的形状离散离散特性。为为为中中中薄层)指向多层材料(节点的部分部分);多层材料节点指用定义材料属性的节点(。。。。)
由一多定义的模型节。。
因此,我们可以个物理场,对模型模型种和类型的组成的多多多层材料节点中模型树,将中中和物理模型的定义划分为两两个个不同
可供几个层材料::
- 单层材料
- 多层材料链接
- 多层材料堆叠
- 多层材料
阅读使用“复合材料”分析分析发电机叶片叶片的文章,了解如何这些节点起来风力发电机叶片。。
上文,我们,我们对多层材料技术进行介绍,接下来
- 怎样利用功能进行传热仿真?
- 它对过程有什么??
在c188金宝搏优惠omsolMultiphysics®中中多层技术技术
在所有类型的传热接口,都,都利用多层材料技术在边界使用薄层那薄膜和裂隙节点,(对固体多孔任意层层层层层层组成组成组成的壳传热接口,通过通过的固体那流体和多孔介质节点相同,附加模拟模拟的子节点于的以及层之间的的热通量和和连续性连续性连续性。我们我们在在本本文文文后面后面的传热用户手册这些功能的细节(()
接下来,以上文的结构为,使用,使用壳传热接口,来来多层材料技术中可用的设置。
首先,,壳传热接口包含壳属性部分,可以可以选择选择壳类型,多层壳或非多层壳。非多层壳选项的机制,仅仅支持简单的单层壳简单简单简单的的,((((())不文重点不的和处理处理,也工具工具多层壳联合的物理耦合功能在下文中,我们中中了了了了了多层壳选项。
在壳属性默认选择多层壳选项。
由于多层是材料中定义,因此的,因此因此在的壳传热节点中的是定义在其的多层材料。位于壳传热接口的边界选择部分中的仅限于分层边界((((((边界经典(非多层),则,则材料节点中的表示需要添加其他。。
因此,如果如果选择仅限于分层边界复选框,则在和回切回切换换仅限于分层边界复选框时时定义了层层边界这会会过过过滤掉不不是是是壳壳的边界边界边界边界边界边界,因此传热接口中。这里,我们我们假设假设仅限于分层边界复选框状态,即未选。。
带有默认的壳传热的设置窗口。
单层材料
此时,建议建议材料节点下添加层材料。对建模,从从最,常见的的层壳开始。。
在材料下多层材料节。。
2上上添加与壳相的单层材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料所所示。该该节点节点节点类似于类似于经典经典经典,除了方向和位置以及“”材料属性明细中的个额外属性。方向和位置包含壳坐标系,该该在向异性情况下包含方向。
三种的材料属性为为厚度那旋转和网格单元,分别分别厚度坐标系旋转旋转旋转旋转旋转旋转旋转旋转内内研究中于方向层层层
单层材料节点的定义。
有趣是,如果我们了材料库材料将其分配到需要定义多层层材料材料的的边界单层材料,并显示方向和位置以及厚度那旋转以及网格单元的材料属性。
多层材料
1上上个与壳层相层层材料材料材料节点下添加个多层材料链接。与单层材料类似,我们我们找到找到方向和位置部分。的被链接该节点下的多层材料设置,在这里,可以使用使用使用++按钮使用使用使用新的的材料材料。。根据多的类型类型类型类型类型类型类型类型类型类型类型类型可以可以188金宝搏优惠可以可以可以可以使用不同的的设置设置设置设置更详细更多多多多》。本中,我们我们选择选择多层材料。
“多层”的链接节点,其中 +按钮用添加多层。。
在全局定义节点下层材料,可以可以任意的。。。
使用“多层”节点节点一个三。。
每个自己链接,可的链接提供层材料属性的经典旋转那厚度和网格单元。
多层建模的扩展功能
使用多层材料技术,可以使仿真更加灵活灵活可以在层特定子集上或或层之间之间的界面((包括包括包括外部外部外部外部外部界面外部热源和热源,界面节点。
热源 | 热源,界面 |
---|---|
单击窗口的按钮,“将”(“热源”(左左左上和和和和和(((左左左左左左,“界面”节点节点上上上上上上上上上)的“设置”设置“窗口”,以及,以及以及相应相应的的的的的的横横截预览面层面层面层面层
考虑时,可以每单独旋转旋转,以旋转,以传热和和固体固体力学力学进行向异性建模。。我们还可以在在层层上上场设置相邻多层壳的公公边处边处边处或不(下图((
温度场,在多材料重合的不连续(厚度放大放大10倍)
通过使用连续性节点,可以需要连续性,并且连续性连续性接触接触件偏移偏移
连续性节点的的截面层面层面层面层面层面层面层面层面层面层应用和和和和和的多材料之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间底部底部(侧侧侧侧侧)
温度场,在多材料的边处连续厚度厚度放大放大了10倍),在在中面中面上上
可以几预览多配置配置配置配置,并且并且材料的的图形图形图形直观地地查看查看查看沿着沿着沿着沿着多多层材料厚度厚度厚度的场场场场)。有关多层材料数据集可用的切面图和全厚度图的多信息,可以可以在在复合材料模块的博客文章找到。
最后,为了对材料的模拟数值数值验证验证,我们验证验证验证验证可以使用复合保温层模型案例。该演示了如何使用XDINTOPALL
(((())中中温度进行积分积分atonly
指定范围,例如多材料中特定层通过这个运算运算符组合组合在一起,可以在一起在一起在一起在一起在一起在一起在一起在一起在一起域的绘制几何体中的平均温度。
通过假设传热提升性能
最后,我们我们可于多层壳传热不同模型例如例如,薄层(()。
最准确,即,即常规,采用,采用方程式,就就就域中做一样。。离散化于于材料材料的边界边界网格和在其厚度厚度厚度的计算成本离散化个求解域解域。此选项选项是是不必必在在在图形中中绘制绘制:
当这些导热性好非常差时,可以时时种种方法降低成本。
通过使用热薄近似,可以选项层壳两之间之间热状态。的的热导率比周围周围材料材料的热导率多时多时多时多时多时多时多时多时该该到相比,可以相比通过层厚度温度选项选项时时时,仅使用时,仅仅选项选项选项选项选项壳层壳层壳层壳层壳层的传热传热的的贡献
使用热厚近似选项选项:则的:因为因为比的高高的热阻热阻热阻热阻热阻通过层厚的。在复合保温层模型案例,与,与常规选项相比,此方法可以可靠温度。。
这些近似(在对进行进行单层材料的,或者或者类型多层材料多层壳多层壳多层壳有助于有助于。效率。。
结论
本篇博文,我们我们研究如何将多层材料技术用的功能设计。我们我们使用的预处理和处理处理工具工具来来来访问访问访问访问扩展扩展扩展的功能集功能集功能集功能集功能集功能集功能集功能集功能集
其他物理接口可以使用多层材料技术。耦合节点可以多进行建模,例如进行建模建模建模建模,,电磁电磁加热加热和多多层层材料材料中中的188金宝搏优惠的的热电效应效应层压复合壳的热膨胀模型就是个很好。。
6层层方向的纤维的复合板的温度分布和变形变形变形(((((放大放大放大放大放大(
延伸阅读
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