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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。

共軛傳熱Conjugate heat transfer 固體傳熱以傳導為主，流體傳熱則以對流為主，共軛傳熱綜合了固體傳熱和流體傳熱，同時包含固體和流體的一種耦合換熱現象。共軛傳熱在計算的時候，需準確計算材料之間通過的介質或接觸的熱傳遞。

這意味著共軛傳熱對壓縮機性能的影響很小。

如果沒有同時捕獲共軛傳熱效應的耦合 CFD 仿真，則絕對無法對發動機和排氣系統中的熱相互作用進行準確建模。圖 5a：發動機表面溫度圖 5b：發動機周圍的水平剖切面如圖 6 和圖 7 所示，較大的溫差會導致強烈的輻射傳熱。要在此處實現準確的熱預測，需要將共軛傳熱與輻射模型直接耦合。

當共軛傳熱模塊關閉時，階梯函數H在流體域內為1，在固體域內為0（如果不打開TSolid功能）。當開啟共軛傳熱模塊時，階梯函數H為固體階梯函數和流體階梯函數的復合，即在全體計算域內皆是1，因此固體和流體內的溫度場同時求解。

為了準確地預測壓縮機的熱動力學特性，在CFD模擬中需要對金屬部件與工作流體之間的傳熱進行適當的分析與評估。本文將詳細介紹一種基于Simerics-MP+軟件，利用混合時間尺度耦合法求解不同介質間耦合傳熱的問題。該方法可以解決熱傳播的時間尺度差異問題。通過比較在有和沒有考慮共軛傳熱情況下的模擬結果，評估了流固共軛傳熱對雙螺桿壓縮機性能的影響。

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。

多孔結構傳熱模擬涉及對多孔介質內部復雜的熱量傳遞過程進行建模和分析，這類模擬對于優化材料設計、提高能源效率以及解決環境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內建立全連通多孔結構幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進行多孔結構的傳熱仿真模擬。

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。

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。

物理模型及邊界條件設置 本模型主要采用COMSOL 6.0軟件中的層流、流體傳熱以及非等溫流動多物理場模塊，其中流體傳熱添加了相變材料。詳細的物理模型及邊界條件設置如圖2所示。圖2 詳細的物理場選擇及邊界條件設置4.

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。

多年來長期從事多物理場仿真工作研究，在模擬電磁效應、結構力學、聲學振動、流體流動、傳熱傳質、化學反應等多物理場協同仿真領域積累了大量的經驗，主持多項國家級科研項目和企業合作研發工程項目，擁有豐富的科研及工程技術經驗、資深的技術底蘊和專業背景。擁有多項國家專利。長期為中國核物理研究院、中科院等各大研究所提供技術支持和項目咨詢，并多次到北航、電子科大、山東大學等高校進行多物理場仿真培訓。

image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%"><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202009

本分享基于SMLP插值方法，在商業軟件COMSOL中復現傳熱拓撲優化中的經典體-點問題。本分享主要分為兩個部分：模型介紹以及在軟件操作。1，模型介紹體-點問題可以理解為整個優化區域內產生的熱量全部通過一點（熱沉）傳遞到外界。所以其余邊界設置成絕緣邊界。主要問題是為了找到滿足目標函數的高導熱材料的分布。

共軛換熱？ 答：Conjugate Heat Transfer，即共軛換熱是指兩種材料熱屬性的物理之間通過介質或者直接接觸，發生的一種耦合換熱現象。 ◆流體傳熱與固體傳熱相互耦合。 ◆由于流體求解器同時具備流體與固體傳熱計算的能力，因此可以直接采用流體求解器進行求解，無需使用流固耦合計算。

與溫度分布不同，對于考慮或不考慮共軛傳熱(CHT)的情況，轉子表面的壓力分布幾乎相同。這意味著共軛傳熱(CHT)對壓縮機性能的影響可能很小。 圖7 共軛傳熱模型中不同曲軸轉角下的壓力分布云圖： (a)24°(b)48°(c)72°(d)96°(e)120° 表2比較了考慮和不考慮共軛傳熱(CHT)情況下的氣體質量流量和轉子功率。