相變傳熱仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-15
相變傳熱仿真的視頻教程
相變能量樁段模型傳熱模擬
直播大綱： 本次課程主要針對中文核心期刊論文《相變能量樁段模型傳熱模擬》進行復現，手把手演示完整的建模過程，幫助大家掌握COMSOL相變模塊的基本操作。
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相變傳熱仿真的實例教程
此外，相變期間的熱傳遞并不總是隨著介質溫度的變化而發生。事實上，可以在溫度變化非常小的情況下實現非常大的熱傳遞速率。這就是相變傳熱的吸引力之一。此外，與自然或強制對流相比，增加溫差可能會導致傳熱系數降低。由于變量的數量，沒有準確的通用方程或相關性可供使用。在可用的方程中，大多數都有一個隨表面特性變化的經驗值，必須通過實驗進行評估。但在沒有實驗驗證的情況下，這些相關性的準確性可能只有50%。
盡管相變傳熱尚未廣泛用于電子冷卻，但隨著部件熱通量的上升，物理定律表明高端冷卻技術將從風冷到液冷再到相變。
2. 彈載相變傳熱仿真
相變材料可以被用于許多專門的電子冷卻應用中，如在大多數情況下，瞬態功率應用，如導彈中使用的瞬態功率應用實現了這些好處。正如我們所看到的，在相變過程中，材料可能只需少量的溫度升高就可以吸收大量的功率。對于導彈等應用，相變材料的機載封裝可以吸收電子封裝釋放的熱量，而不需要專用的冷卻系統。相變材料吸收熱量并熔化。根據熱量和相變材料的質量，冷卻效果將持續到所有材料熔化。相反的效果是，當材料將潛熱釋放給周圍環境時，就會發生凍結。冷凍效應的應用可能出現在短時間在大氣層外飛行的導彈中，在重返大氣層之前，可能需要保護電子封裝免受太空的極端寒冷。
隨著技術的發展，對導引頭制導性能和抗干擾性能的要求有了很大的提高。一些高功率芯片也得到了應用，芯片的熱耗增加了。另一方面，在導彈飛行過程中，由于與外界空氣的劇烈摩擦，整流罩蒙皮的溫度急劇上升。隨著導彈飛行速度和飛行時間的不斷增加，外部環境變得更加嚴峻。內外部的相互作用使彈載導引頭面臨著非常復雜的熱環境，其熱可靠性逐漸成為影響導引頭性能的重要因素。仿真計算模型如下圖所示。
熱量通過熱傳導從連接環傳遞到框架底部，來自頻率合成器、電源和信號處理器的熱量傳遞到框架外圍。
展開 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。
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 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 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。
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設置了一個傳熱模型，10*10的MicroLED被PI 包裹，整個貼在皮膚上，看皮膚的溫度情況。明明給四個LED設置了熱源，Q0=5.142857e9 W/m3, 但計算出來的結果看起來LED是隨機變熱變冷。為什么會這樣呢
OpenFOAM高級共軛傳熱仿真教程（英文+字幕+案例）
發布時間：2026年1月
文件格式：MP4 | 視頻編碼：h264，分辨率1920×1080
語言：英語 | 時長：2小時
大?。?.5 GB
學習目標
1. 理解傳熱學與浮力驅動流的基礎原理，涵蓋熱傳導、熱對流與熱輻射。
所有集成電路 （尤其是高速器件）都會產生熱量。在當今密集的電子系統布局中，多
數情況下熱源都置于靠近熱敏性集成電路的位置。印刷電路板的設計人員經常需要考
慮熱敏器件和發熱器件的相對位置，使敏感器件不至于過熱。
有一種發熱裝置是調壓器，可以產生幾瓦的熱量，溫度會超過 70?C。如果在設計電路
板時將這樣的裝置置于靠近包含敏感硅芯片的表面貼裝封裝的位置
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習傳熱相變的三維模型處理
2、學習傳熱相變瞬態熱分析步的建立
3、學習傳熱相變瞬態熱分析的載荷施加
4、學習傳熱相變瞬態熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 傳熱相變瞬態熱分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
多孔介質中的自然對流和傳熱研究在地熱系統、隔熱材料、食品加工以及化學反應器設計等領域具有重要意義。本文介紹了一種基于COMSOL Multiphysics軟件建立多孔介質幾何模型并模擬其內部自然對流與傳熱過程的方法。
采用CAD Voronoi V2.1插件生成多孔介質幾何結構，并在AutoCAD中僅保留含曲邊孔隙圖層的內容后導出為dxf格式文件
熱管作為一種高效的傳熱元件，具有結構簡單、傳熱效率高、無運動部件等優點，廣泛應用于航空航天、電子散熱、制冷空調、能源等多個領域。其中，環路熱管作為一種特殊的熱管形式，由于其冷凝段和蒸發段分開，能夠靈活地應用于各種復雜環境，如航天器內的熱量傳輸與散熱。
然而，隨著應用場景的日益復雜，熱管的設計與優化面臨著諸多挑戰。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
引言
在現代工業和科學研究中，超臨界流體因其獨特的物理性質而備受關注。超臨界工況下的流體兼具氣體和液體的雙重特性，其密度接近液體，而粘度接近氣體，熱物性受溫度和壓力的影響極大，尤其在擬臨界溫度附近，物性變化極為劇烈。這種特性使得超臨界流體在能源、化工、航空航天等領域具有廣泛的應用前景，例如超臨界水、超臨界二氧化碳以及各種超臨界狀態有機工質的研究等。然而，超臨界流體的流動傳熱問題復雜，需要借助先進的模擬仿真工具來實現對其流動傳熱特性的精準分析
第18屆全國熱管會議于9月20日至22日在海濱城市日照舉行，該會議由中國工程熱物理學會熱管專業組主辦，山東大學和日照市科學技術協會聯合承辦，匯聚了全國熱管技術領域的專家學者及企業代表。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
微通道熱管技術正引領多個行業邁向更高效、更環保的未來。在制冷空調領域，微通道換熱器以其高效傳熱與緊湊設計，成為提升能效的關鍵；在通信與電子行業，它有效解決了高密度設備散熱難題，助力綠色節能；交通運輸業中，微通道換熱器助力新能源汽車及傳統車輛空調系統升級，同時拓展至軌道交通與航空領域。化工與能源行業同樣受益，微通道技術提高了熱交換效率，促進了清潔能源的高效利用。此外，在生物醫療領域，微通道技術的精確溫控為藥物傳遞
