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COMSOL Multiphysics? 軟件經常被用來模擬固體的瞬態加熱。瞬態加熱模型很容易建立和求解，但它們在求解時也不是沒有困難。例如，對瞬態加熱結果的插值甚至會使高級 COMSOL? 用戶感到困惑。在這篇文章中，我們將探討一個簡單的瞬態加熱問題的模型，并利用它來深入了解這些細微差別。一個簡單的瞬態加熱問題 圖1顯示了本文所討論主題的建模場景。

當然，隨著建模復雜性的提高，我們總是希望研究網格和求解器的相對公差細化，正如我們之前的文章在 COMSOL Multiphysics? 中模擬固體瞬態加熱簡介“所討論的那樣。 設置完成后，我們將使用隨時間變化的求解器解決這個問題，并按照求解器采取的步驟保存數據。然后，我們可以繪制出溫度曲線和吸收的熱量，以及一段時間內中上部點的溫度，如下圖所示。

該模型進一步假設輻射和對流 冷卻在物理系統中占主導地位。使用傳熱系數來模擬晶圓和傳感器與氣體的對流冷卻。 同時，將紅外燈視為一個固體，其體積熱源為 25kW。除了頂面，固體燈其他面都設為熱絕緣。正是通過燈面向晶圓的頂面，熱量以輻射形式離開燈管。該模型使用較低的固體熱容來實現燈的快速啟動。燈的其他熱特性與金屬銅相同。 首先我們來看看加熱 10s 后燈管、晶圓和傳感器的溫度分布。

我們使用 COMSOL Multiphysics 的固體傳熱接口建立了一個瞬態傳熱仿真。然后，需要提供冰淇淋、蛋白糖霜和海綿蛋糕的密度、熱導率和熱容量作為仿真輸入。

使用COMSOL Multiphysics 軟件基礎模塊時，我們可以使用前面兩種方法。使用傳熱模塊時，對于薄層條件，還有其他選項可以考慮更一般的多層邊界，這些邊界可以由幾層材料組成。 結束語 在結束上述討論之前，我們來快速地回答一些關于輻射傳熱問題。雖然這篇文章沒有討論輻射，但工程師在建模時必須始終考慮它。暴露在環境條件下的表面會向周圍輻射熱量，并被太陽加熱。

添加固體傳熱瞬態研究，模型左側設置熱源，并進行網格劃分。 進行計算查看多孔結構傳熱模擬結果

一、模型搭建新建→模型向導→選擇三維； 選擇物理場：傳熱→固體傳熱，按增加→研究，選擇研究：預置研究→穩態→完成；導入相應的二維或三維模型，或者直接在 COMSOL 里自建幾何模型；導入：頂部工具欄：導入，選中幾何 1→選擇單位→導入，最后形成聯合體→全部構建； 可在右側框內搜索要添加的材料，然后“增加到選擇”；或者添加空材料，去選擇一個域，然后材料屬性目錄下會出現做該仿真必要的參數

由于在整個模型域內同時存在固體和流體，選用“固體+流體傳熱”模型來對傳熱過程進行模擬計算。其瞬態數學模型描述為:式中：Cp為定壓熱容，J/(kg·K);q為熱流密度，W/m2;λ為導熱系數，W/(m·K);Q為熱源項；T為溫度，K。4.

具體通過COMSOL Multiphysics光-電-熱耦合模塊研究了傳統鈣鈦礦太陽能電池中的溫度分布。在COMSOL Multiphysics波動光學模塊、半導體模塊和固體傳熱模塊的三維向導中進行仿真。02建模與仿真1.

將腔室壁的發射率（吸收率）設置為 1，并保持溫度固定在 0 K ，這樣就能完全吸收從中心物體反射過來的輻射。由于我們只想計算入射輻射與表面的相互作用，不想模擬任何其他傳熱模式，例如固體內的傳導傳熱，我們可以只使用表面對表面輻射接口，并從我們的模型中刪除固體傳熱接口。我們還將目標物體的溫度固定在 0 K，這樣它就不會發出任何輻射。

在COMSOL內選擇固體傳熱模塊，添加瞬態研究，并導入骨料密堆積模型。 對混凝土細觀模型的水泥砂漿及骨料部分分別指定材料，并設置密度、導熱系數、恒壓熱容等與傳熱相關的材料參數。 在固體傳熱中設置初始值，由于水化熱由水泥漿體產生，因此初始溫度設置中水泥砂漿基體溫度高于骨料溫度。

結語 這篇文章，我們討論了穩態以及瞬態共軛傳熱問題的質量和能量守恒理論。還研究了如何用 COMSOL Multiphysics 計算能量和質量守衡，來檢查仿真結果的準確性。為此，我們介紹了一些有用的派生值功能。預定義的能率變量很容易使用，可以避免自己手動進行能率表達式的計算。我們使用了一個特定的例子來演示文中所涉及的主題，但所演示的方法可以擴展到任何共軛傳熱問題。

Fluent 模塊o 輻射模型可選 DO（離散坐標法）、S2S（表面 - 表面）、P1（半透明介質），適合火焰、高溫爐等強輻射環境。o 流固耦合時可通過 System Coupling 實現雙向數據傳遞，適合流體主導的傳熱問題（如翅片換熱器）。4.

在這篇文章中，我們研究了模擬無參與介質包圍的表面對表面輻射傳熱的三個關鍵概念。首先，我們研究了由熱表面發出熱輻射的不同方式。接著，我們研究了入射到表面的輻射是如何被吸收、反射和傳輸的。最后，我們討論了角系數以及如何計算和更新它們。有了這些介紹，我們就可以非常自信地對熱輻射問題進行建模了！

添加聲學接口模擬聲輻射評估揚聲器驅動器的性能通常需要分析對周圍流體的聲音輻射。在 COMSOL 中可以添加聲學接口并使用以下耦合特征將其耦合到固體振動模型：聲–結構邊界：這個功能用于將壓力聲學模型耦合到任何結構組件。包括基于 FEM 的聲學接口和基于 BEM 的聲學接口。

課程描述 本課程內容全面，旨在幫助學員從傳熱學基礎原理，逐步進階至 OpenFOAM 高級熱仿真與浮力驅動流仿真的應用。通過結構清晰的實操型課程，學員將掌握各類熱仿真問題的建模與求解方法，覆蓋流體域與固體域的熱傳導、熱對流、熱輻射及共軛傳熱（CHT）仿真。 課程以 laplacianFoam 求解器的熱傳導仿真為起點，講解控制方程、邊界條件與擴散特性的設置方法。

通過對比三種通用有限元仿真軟件使用生死單元模擬激光熔覆，得到的結論是COMSOL的建模效率以及計算精度相較于其他兩種可以說是相去天淵。COMSOL模擬選用的物理場為固體力學和固體傳熱，傳熱物理場最主要的邊界是設置熱源，在視頻中的模型中，熱源為高斯面熱源，作用于計算域的上表面；固體力學物理場除了設置固定約束，只需在線彈性材料下添加活化并選擇熔覆層即可。