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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。

本文將利用積鼎通用流體仿真軟件VirtualFlow對水平冷板的共軛換熱進行模擬，主要涉及相變過程的流動和傳熱傳質問題，通過分析為高熱流電子設備散熱設備設計提供指導。仿真過程將用到VirtualFlow自主開發的熱限制相變模型和流固耦合模型。

軟件可以對流體回路的部件及換熱器等進行微觀的氣液兩相、單相、流固耦合等模擬仿真計算，提取所仿真的物理現象及趨勢，并能與理論計算比較驗證。2. 解決方案及優勢 主要算法和計算流程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、冷凝器等存在不凝性氣體的設備的相變計算。

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。

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。

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。

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。

本案例基于COMSOL軟件模擬了激光掃描結構表層并產生熔池的整個過程，仿真結果如圖所示：感興趣的朋友可下載模型，歡迎交流

免費內容包含：熔池動力學和三維形貌預測模型的仿真視頻。

要在COMSOL中進行激光加工熔池的模擬，您可以使用COMSOL Multiphysics軟件，并結合Level Set方法來建模液體/固體相變。以下是一般步驟：準備模型： 打開COMSOL Multiphysics軟件，創建一個新模型。選擇物理場： 在模型創建界面中，選擇適當的物理場。對于激光加工熔池的模擬，您可能需要選擇熱傳導、流體流動和相變等物理場。

圖2 3種微觀尺度模擬方法示意熱-流-固耦合熱-流-固耦合方法在同一描述框架下模擬原料受熱熔化、流動、凝固，以及原料與熔池和基底材料的相互作用，由于涉及材料的大變形、流動、相變，通常采用無網格法進行求解。

3）焊接加熱和冷卻參數的變化,影響熔池金屬的凝固、相變過程,并影響熱影響區金屬顯微組織的轉變,因而焊縫和焊接熱影響區的組織與性能也都與熱的作用有關。4）由于焊接各部位經受不均勻的加熱和冷卻,從而造成不均勻的應力狀態,產生不同程度的應力變形和應變。5）在焊接熱作用下,受冶金、應力因素和被焊金屬組織的共同影響,可能產生各種形態的裂紋及其他冶金欠缺。

通常，可采用Rosenthal[88]解析法或有限元仿真[28, 66, 89-90]獲得熔池的三維溫度場分布。Rosenthal解析法基于許多簡單的假設(如：穩態熱傳導、忽略熔化熱和熱損失、熔池沒有對流等)，使用方便快捷，但計算精度較低；有限元仿真能綜合考慮傳熱、傳質和熔體流動的耦合作用對溫度場的影響，仿真結果與實驗吻合度高，但計算時間較長。

熔池尺寸和致密度直接影響著增材零件的機械性能，對零件微觀組織的研究有助于深入了解其力學性能和使用壽命。借助Additive Science可深入研究增材制造過程的微觀機理，預測熔池尺寸、孔隙率、微觀組織、溫度歷史及相變等。

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。

二、研究方法 1.離散元方法構建粉床模型（FLOW-3D -DEM）2.確定激光選區熔化的邊界條件，構建熱流CFD模型（FLOW-3D -Weld）3.使用上述模型研究單道、多道熔池的溫度場和流動行為三、研究結果 - 單道熔池形貌仿真與實驗對比 熔池形態對比

將完成后的第一層粉床圖檔導入至FLOW-3D進行激光加工仿真。模擬完成后，利用所形成的表面進行第二層DEM模擬。第二層DEM模擬：將第一層粉床降低80μm（第一層層厚）。由于第一層仿真已考慮了收縮，因此第二層層厚減少到40μm。這種方法可以探討第一層固有表面粗糙度對第二層粉末分布和層厚的影響。模擬結束后，可以看到第一層和第二層之間的間隙情況。

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。