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日期 : 2025/12/10()   10:00~16:30      地點:台中研習教室(台中市南屯區文心路一段5217F-1)

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隨著太空任務與國防裝備日益追求高精度與長期穩定運作,熱飄移(thermal drift)成為設計與任務成功的關鍵挑戰。以近期福衛八號的熱真空測試為例,光學酬載需在長時間劇烈溫差條件下維持對準精度。當結構或光學元件因熱膨脹、材料不匹配或散熱不均而發生微小變形,焦距、相位、甚至通訊波長都可能出現偏移,導致影像模糊、訊號誤差或導引精度下降。這類熱致誤差在傳統測試中不易預測,但透過多物理模擬可在設計階段即提前掌握與修正。


本課程以 COMSOL Multiphysics 為核心,系統講解熱飄移問題的產生機制、耦合物理場建模流程與實際工程應用。課程從熱傳導、輻射與真空環境下的熱平衡原理出發,延伸至熱-結構-光學-電學的多場耦合模擬,讓學員能建立從能量輸入、溫度分佈到結構變形及光學偏移的完整分析鏈。課程同時涵蓋多體輻射建模、太陽照射工況設定、材料熱膨脹係數(CTE)匹配分析、以及熱光學效應(dn/dT)的應用,協助學員掌握太空與國防裝備的熱穩定性預測技術。



課程以多個真實案例作為實作主軸:包括衛星光學鏡筒在軌焦距穩定度模擬、紅外導引頭光軸偏移補償、雷射通訊模組波長穩定設計、以及雷達陣列結構的熱應變控制。透過 COMSOL 的多物理耦合介面與優化模組,學員將學習如何量化各子系統間的熱傳與變形互動,並利用參數化與敏感度分析找出主導熱飄移的因素,進而執行材料與幾何的優化設計。


課程亦介紹設計層面的實務應用,如多層隔熱結構(MLI)的建模、散熱路徑優化、主動溫控策略(例如 Peltier 元件控制)與封裝熱分析。學員將實際操作 COMSOL 進行模擬案例,並學會如何從溫度場轉換至結構與光學模擬結果,形成完整的熱效應預測流程。透過理論、案例與實作結合的教學方式,學員將掌握以 COMSOL 為基礎的熱飄移預測與控制核心技術,提升太空與國防系統的可靠性與任務成功率。


COMSOL 6.4 的新特點在於 GPU 加速求解,大幅提升大型熱輻射與瞬態分析的效率,使得數百萬自由度的模型能於合理時間內完成計算。課程將指導學員如何配置 GPU 求解器、調整網格分割策略,以獲得最佳性能。

 

 

09:30~10:00

學員報到

10:00~12:00

COMSOL Multiphysics簡介及特點介紹

  • COMSOL App建立器在工業界及學術研究的優勢介紹
  • 太空與國防系統中的熱飄移分析

12:00~13:00

午餐暨休息

13:00~16:00

COMSOL上機實作

  • 電子功率模組散熱效能
  • 雷達天線陣列:研究熱膨脹導致的相位誤差與方向偏移
  • 定量分析熱變形對光學與結構精度的影響

16:00~16:30

  • COMSOL Server及模型管理伺服器介紹
  • COMSOL Compiler展示及問題與討論

課程效益:

  • 學習COMSOPL基本建模
  • 了解COMSOPL APPSever與模型管理器的應用
  • 學習COMSOL APPComplier實用性
  • 了解COMSOL波動光學模組的實際應用
  • 了解波導光學基礎理論以及元件設計

 

建議參加人員:

  • 對模擬軟體有興趣者
  • 光學設計等相關研究單位
  • 製造、材料、物理、光電等理工相關科系