相變仿真的案例
simufact9.0相變仿真測試例子
原superforge的新版本，相變仿真測試用，大家可以下載下來了看看咯！有問題跟帖提！
文件在附件中（相變.rar）下載后解壓即可
相變.rar
VirtualFlow | 熱管相變換熱仿真，支持不同尺度的氣液兩相相變計算
特別是在面對長距離、多點復雜熱源的散熱需求時，精確測量相變過程中的溫度、速度等參數變得極為困難，傳統的試驗方法不僅周期長、成本高，而且難以獲取全面準確的數據，這嚴重制約了熱管技術的進一步發展和應用。
積鼎科技CFD解決方案，助力熱管相變換熱仿真
積鼎科技基于自主研發的VirtualFlow軟件，為熱管領域的相變換熱問題提供了全方位的仿真解決方案。該方案通過對兩相流動的毛細力和沸騰換熱、冷凝換熱的深入研究，完善了相關的求解算法和物性參數庫，形成了熱管相變冷卻的整體解決方案。
（一）強大的算法與計算流程
VirtualFlow軟件具備在含有不凝性氣體的工質中計算蒸發及冷凝相變的能力，適用于蒸發器、冷凝器等設備的相變計算。
其多相流模型采用mixture模型，并啟用組分輸運模型，分別求解連續方程、體積分數方程、動量方程、能量方程和組分擴散方程。
蒸發和冷凝過程中的相變通過UDF在體積分數方程、能量方程和組分輸運方程中分別添加質量源項、能量源項和相等的質量源項實現。
這種算法能夠精確地模擬吸液芯的毛細現象、蒸發管的沸騰、冷凝器的冷凝等復雜現象，為熱管的設計與優化提供了堅實的技術支持。
（二）準確、可靠的計算結果
在實際案例中，VirtualFlow軟件展現了優秀的計算精度和可靠性。以某物理研究所的環路熱管項目為例，在50W功率下2D軸對稱條件下，蒸發器內的流場最終達到穩態，其液相體積分數、相變速率、液體/氣體總體積、質量流量等參數的計算結果與實驗趨勢高度一致。
蒸發器壁溫計算結果與測量結果的偏差基本控制在1.5℃以內，冷凝器部件仿真結果同樣表現出色。整機仿真結果顯示，隨著熱流密度的增高，冷凝器中的液體體積先減后增，這一結果與實際物理現象相符，充分驗證了軟件的準確性和可靠性。
展開 積鼎CFD VirtualFlow 基于熱限制相變和流固耦合模型的冷板共軛傳熱相變仿真
通用計算流體力學軟件VirtualFlow，具備行業領先的網格建模與求解技術，和豐富的多相流物理模型及先進的相變模型，可模擬單相和多相/多組分物質流動、傳熱、界面追蹤、粒子追蹤、相變、水合物反應等復雜問題，可為工業各行業用戶提供專業級流體仿真解決方案。
積鼎 VirtualFlow 案例 | 環路熱管相變換熱模擬，實現微通道氣液兩相、單相及流固耦合仿真計算
以用戶提供的某型熱管物理參數為輸入，可以仿真計算該型熱管隨著功率變化的瞬態溫度變化趨勢，仿真獲得的結果與用戶提供的實驗結果相比較，趨勢一致。
相變和瞬態計算的精度和收斂性，一直以來都是流體仿真的難點。本軟件通過算法和工程實踐相結合，可以高精度的模擬環路熱管中吸液芯的毛細現象、蒸發冷凝等相變過程，填補國產軟件在這個領域的空白，同時計算精度和效率比肩國外主流軟件。
基于軟件在沸騰換熱、冷凝換熱和毛細力現象等方面有高精度的預測能力，所以可以在化工、核電、汽車、電子電器、生物等相變換熱場景較多的行業進行推廣應用。
414-基于相變材料回填并考慮地下水滲流影響的U形地埋管換熱器（地源熱泵）換熱仿真
13 基于相變回填的仿真設置
使用相變回填材料時，參考如下 設置：
（1）創建相變回填材料
（2）打開凝固/熔化模型
（3）將回填區域設置為流體域，并將上述的回填材料賦給回填區。
14 考慮滲流的仿真設置
考慮滲流時，土壤區域參考如下設置：
（1）土壤滲流多孔介質區域設置
（2）滲流速度設置
05
基本結果
1、Case A1普通換熱仿真結果
1天內時間步長60s，1天后，時間步長86400s。
cfd濕空氣冷凝仿真
fluent默認的相變模型只能適用于蒸汽/水純物質的相變仿真，而對于濕空氣（混合物）/水的相變無法進行仿真，必須通過udf來定義濕空氣中水蒸氣的相變溫度與水蒸氣分壓的關系，才能進行濕空氣的仿真。
視頻中，最上是水蒸氣的摩爾濃度動畫，中間是液態水相的濃度動畫，最下是溫度變化動畫。
均熱板相變傳熱仿真分析
為了保證計算機高效、穩定的運行，對散熱問題的解決提出了巨大的挑戰，相變散熱是一種非常有優勢的散熱方式，近幾年受到人們廣泛關注。文中對相變散熱的核心部件均熱板進行研究，均熱板的微槽道結構對其散熱效果具有很大的影響，通過對矩形、V形、 圓弧形微槽道均熱板的數值模擬仿真分析，研究其內部流體域溫度、壓力、速度的變化情況，發現V形槽均熱板具有最好的 散熱效果，矩形槽次之，圓弧U形最差；圓弧U形槽均熱板的均溫性最好，矩形和V形槽較差；三種微槽道結構內部流體域流 動速度較緩慢。
關鍵詞：均熱板；相變；數值模擬；微槽道
0 引言
近年來隨著微電子技術的迅猛發展，電子器件的體積不斷縮小，集成度不斷提高，這使得單位體積內的發熱量越來越大。因此，為保證電子器件高效、穩定地運行，必須利用有效的散熱技術來防止過高的工作溫度。
而均熱板通過內部工質液的相變 （氣-液往復循環） 來達到散熱目的，是一種非常高效的散熱方式，它不需要任何移動電源，避免了傳統散熱方式耗電能的劣勢，是一種非常節能、綠色、環保的高性能散熱裝置。
展開 有機相變材料（PCM）應用于海水淡化的數值仿真模型 ￥1500
有機相變材料（PCM）的低熔點使其成為存儲太陽能的理想選擇。然而，有機PCM弱光熱、導熱性能嚴重阻礙了其實際應用。研究表明，向有機PCM中添加納米顆粒可以有效改善其光熱性能，但許多納米顆粒成本高昂，難以合成，且加入納米顆粒后，有機PCM潛熱下降顯著。由于NTP最初是在海水淡化中提出的，尚未引入PCM，本案例將有機相變材料PCM應用于海水淡化中，建立了一二維幾何模型，如圖1所示。
圖1 幾何模型
模擬得到PCM作用下的海水淡化過程中的溫度場、速度場、相對濕度場以及PCM材料中的液相率的變化，仿真結果如下圖所示。
圖2 溫度場變化
圖3 速度場變化
圖4 相對濕度場變化
圖5 PCM液相率變化
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
展開 simufact感應淬火模擬
這樣不需要考慮電磁場，模型就能簡化了，這樣我們就能在simufact軟件中實現溫度場、應力場及相變的仿真了。 選擇的是simufact軟件自帶的22MnCr5材料，是一個復合相的材料，從jmatpro中導入過來的，所以材料中不同相的屬性是單獨的曲線數據，且有cct和ttt數據，進行相變仿真再好不過了。
有了這么強大的材料模型，下面來看我們算出來的結果。下面的那個是感應裝置，上面的圓為冷卻裝置。底部為推動工件前進的操作機。采用simufact接觸表里面的near contact來設置感應加熱深度。這里的距離是以加熱裝置內表面為基準。
我們假設材料初始相成份組成為90%鐵素體及10%珠光體
在軟件中加大接觸換熱系數，達到快速加熱工件，冷卻構件的接觸換熱系數也增大，同樣的道理。
下面放上結果動畫，下圖為溫度。為了快速得到計算結果，網格劃分的比較粗。一共1000多個六面體單元。呵呵，所以，這個案例幾分鐘就計算完了。網格劃分得細一些，云圖的結果就好看很多。
應力
奧氏體
馬氏體含量百分比。
鐵素體
珠光體
對工件中個點溫度的跟蹤數據
展開 多晶硅鑄錠爐定向凝固技術——考慮馬蘭戈尼效應的COMSOL固液相變傳熱仿真（含CAE模型） ￥216
熔融的硅液逐漸發生相變，從液態變為固態，等到所有硅料變為固體后開爐取料。
本模型解決的是多晶鑄錠爐內的多晶硅定向凝固現象，抽象為物理問題就是考慮馬蘭戈尼效應的固液相變問題。
關鍵詞：固液相變、定向凝固、馬蘭戈尼效應、流體流動、相界面、表面對表面的熱輻射
1、模型幾何
從內到外依次為硅液、石英坩堝、石墨臺、加熱器、保溫筒、爐壁。
2、處理方法
固液相變的處理辦法可以大致分為動網格法和偽流體方法。
偽流體的處理方法也可以包含多種，比如固液相變中將固體的粘度取得很大，固體在粘性力作用下產生的運動可以被忽略。比如固液相變中將流體假設為在多孔介質中流動，當孔隙率為1的時候可以近似為全部為沒有孔隙的固體，而孔隙率為0的時候即為流體。
由于定向凝固中全部液態的硅要轉化為全部固態的硅，相界面從無到有，再消失。使用動網格雖然可以捕捉清晰的相界面，但是最終無法得到最后的相界面的拓撲變化，因此，本模型采用的是偽流體處理方法。
3、材料參數
除液體硅外，其余材料的材料參數均假設為常數，不隨溫度變化。
圖 硅液材料參數
圖 固體硅材料參數
圖 石英材料參數
圖 石墨材料參數
圖 保溫筒材料參數
圖 爐壁材料參數
4、物理場
模型添加了固體和液體傳熱、層流、表面對表面的輻射、非等溫流動、馬蘭戈尼效應。
5、研究
研究分為加熱和降溫兩個階段。
加熱過程中假設所有物質都是固體，僅考慮固體傳熱，得到10h后的溫度分布。
降溫過程選則的初始條件是5h的鑄錠爐狀態，因為5h后硅料已經全部融化為液態，直接降溫可以進行定向凝固。
展開 仿真畢設指導
碩士應屆畢業，比較熟悉相變仿真、電磁攪拌加熱仿真、流體力學仿真、電化學仿真、冶金仿真、其他的也可以嘗試，可接本科畢業設計COMSOL及ANSYS指導，新人請大家多多支持！可以直接私信，看到就回復！
第18屆全國熱管會議舉辦，積鼎科技分享「環路熱管相變傳熱仿真」前沿實踐
在該會議上，積鼎科技在熱管仿真方面的成果受到主辦方的關注及認可，并作為受邀嘉賓發表了關于“基于自主軟件VirtualFlow的環路熱管兩相流相變傳熱分析”的主題演講，展示了其在熱管傳熱技術領域的研究進展。
積鼎科技的報告是基于其自主研發的通用流體仿真軟件VirtualFlow，詳細介紹了該軟件在環路熱管系統內部兩相流動及其相變傳熱過程中的數值模擬分析。從蒸發器部件仿真、冷凝器部件仿真、整機回路仿真3個方面介紹該成功應用案例。
環路熱管作為一種高效的熱管理技術，可以通過毛細結構和熱力循環過程實現高效的熱量傳遞。隨著設備性能的不斷提高和集成度的增加，高頻率、高功耗零部件的應用日益廣泛，導致大量熱量產生，影響設備性能和可靠性。傳統散熱技術難以滿足散熱需求，而環路熱管因其基于相變散熱原理，具有傳熱能力強、無需外部能量輸入等優點，在微電子和航空航天等領域應用廣泛。
本研究采用浸入邊界法（IST）劃分網格，homogeneous mixture模型捕捉氣液兩相界面運動，標準k-ε模型描述湍流，并利用熱限制相變模型、LEE模型及壁面冷凝模型等描述流動相變效應，分析了工質在系統回路中的流動狀態、相變率及相含率變化。通過仿真模擬乙烷和丙烯工質在蒸發器和冷凝器中的行為，采用2D軸對稱和3D模型，并基于實驗數據估算系統壓力、物性參數及質量流量，分析了不同加熱功率和孔徑條件下的工質蒸發和冷凝過程，并評估了液體夾帶現象及其對系統穩定性的影響。
仿真結果顯示，乙烷和丙烯工質在蒸發器和冷凝器中均能達到穩定的工作狀態，且結果與實驗數據一致。蒸發器內的液體蒸發現象與加熱功率和孔徑密切相關；冷凝器內冷凝速率穩定，達到穩定工作狀態的時間顯著短于蒸發器。通過壁溫實驗數據可以顯示，仿真計算的流場溫度與實際測量值吻合，證明仿真模型的合理性和可靠性。
展開 值得期待，simufact.forming V11.0 更新功能介紹
最大的改變我覺得是能夠進行全工藝鏈的仿真計算。從鑄造（magama or procast的結果可以導入simufact.forming）開始到鍛造，焊接和熱處理都可以在simufact仿真環境中完成。
其次就是熱處理功能的增強，同時對材料數據庫界面和接口也做了重新設計，新版的軟件中包含600多個條目的材料數據。材料數據格式支持*.gmt (Matilda)，JMatPro *.jmt，*.mfd， *.mat，*.sf (simufact.forming)等。
另外就是一些功能的改進，在型材軋制、復雜機構運動、碾壓等方面做了增強，詳細的后面介紹。
1 材料數據庫改進
下圖為新版simufact材料數據庫界面，可以看到結構更加清晰明了，而且加入了多種標準對照，使用更加方便。
打開一個材料的數據可以看到，我們可以添加材料的成分等信息。
另外相關的數據可以定義為常量或者表格，如隨溫度、應變速率等變化。
如果結合jmatpro還可以做到不同相的混合材料屬性，如下圖所示，不同相的楊氏模量。
在新版本中，我們很容易對材料數據進行編輯或者新建某一種材料。
應力應變曲線也很容易編輯，且也是不同相的曲線不同，可以考慮相變應力和體積變化。
而且可以對板材軋制后的各向異性進行設定，對于板材異步軋制和沖壓成形極為重要。
相變還是基于cct和ttt曲線。原來的界面在matilda里面，現在在新版的數據庫中即可查看
以上是材料數據庫方面的改進。
2 軋制功能改進
眾所周知，多機架軋制過程由于軋輥眾多，導致建模困難，新版simufact中對于多輥軋制建模增加了很多改進，具體如下：
全自動將2D模型轉換成3D模型。并對每個軋輥的旋轉軸進行定義。
展開 國產流體仿真技術為中國航空推進技術大會添彩
旋流噴嘴霧化
覆蓋壓氣機全工況，多物理場耦合仿真保障運行可靠性
壓氣機主要負責將空氣壓縮后送入燃燒室，其性能直接影響發動機的整體效率與穩定性。在實際飛行中，壓氣機面臨前置噴水冷卻、吞沙、吸雨吸雹等復雜工況，易引發葉片腐蝕、沖蝕、效率下降等問題。積鼎科技針對壓氣機多工況下的性能挑戰，構建了多物理場耦合的仿真解決方案，涵蓋前置噴水冷卻、發動機吞沙、吸雨吸雹三大核心場景，為壓氣機設計與可靠性提升提供關鍵技術支撐。
在前置噴水冷卻仿真中，VirtualFlow 軟件基于歐拉 - 拉格朗日方法，完整模擬冷卻介質從噴口到壓氣機葉片的運動全過程，重點考慮液滴與葉片的相互作用及相變傳熱過程。通過液膜模型，結合液膜速度方程與平均速度方程，可精準分析液膜在葉片表面的流動與傳熱規律，為冷卻系統參數優化提供依據，有效提升壓氣機冷卻效率，避免葉片過熱損壞。
針對發動機吞沙工況，軟件采用 DPM解決方案，實現沙塵顆粒運動與壓氣機氣動的雙向耦合計算。通過歐拉 - 拉格朗日方法，追蹤不同粒徑、密度沙塵顆粒的軌跡與數量，結合沖蝕半經驗公式，綜合顆粒物性、沖擊速度、入射角等因素，計算沙塵對葉片的沖蝕程度。用戶可根據 Stokes 數選擇單向或雙向耦合模式，在保證計算精度的同時兼顧效率，為壓氣機葉片材料選擇、結構優化及維護周期制定提供數據支持。
在吸雨吸雹仿真方面，VirtualFlow 軟件構建了多尺度顆粒模擬能力，提供差異化解決方案：對于雨滴，考慮其破碎、碰撞聚并、蒸發傳熱及與高溫壁面的相互作用；對于冰雹，重點模擬大顆粒運動與空氣的雙向動量耦合、顆粒間碰撞及相變過程。
展開 COMSOL通用多物理場耦合仿真核心技術應用與案例實戰在線培訓班
三、COMSOL優化物理場技術詳解
優化算法介紹與仿真案例演示
1、優化理論與算法介紹。
2、直接查找法、依賴域法、梯度法求解器詳解。
3、尺寸優化，形狀優化，拓撲優化案例演示講解。
4、拓撲優化結果轉換為幾何實體建模技巧。
四、COMSOL流動與傳熱物理場技術詳解
傳熱理論以及方程形式介紹
1、熱傳導仿真詳解，穩態和瞬態仿真過程演示。
2、熱對流仿真詳解，如何耦合流體流動進行熱對流仿真，強制對流換熱和自然對流換熱關鍵點設置。
3、熱輻射仿真詳解，太陽輻射，真空輻射，表面對表面輻射，表面對環境輻射。
4、COMSOL相變仿真模型介紹。
5、傳熱邊界條件詳解。
6、多相流傳熱分析。
焦耳熱與渦流加熱詳解
1、電磁場和傳熱場強耦合仿真策略。
2、穩態電流的焦耳熱仿真，瞬態脈沖電流的焦耳熱仿真，電磁與傳熱時間不統一的感應加熱仿真。
3、電磁-傳熱-結構力學強耦合仿真，溫度升高導致器件發生形變計算。
散熱優化仿真詳解
1、強制對流散熱優化仿真，風冷，水冷，其他液體散熱仿真。
2、微流道散熱優化仿真。
3、高熱導率材料導溫優化仿真。
4、熱電材料散熱仿真，（溫差產生電壓也可以計算）。
五、COMSOL電磁場（ACDC）技術詳解
電磁理論以及方程形式介紹
1、電磁學知識回顧，麥克斯韋方程組所對應于各個模塊的內容。
2、專業物理場的應用場景和選擇標準。
3、域條件，邊界條件詳解。
4、材料定義，常數，非線性，各向異性，完全各項異性材料等的定義。
5、求解類型介紹與選取。
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