支援進階模擬的熱傳建模軟體
“熱傳模組”是COMSOL Multiphysics ®平台的一個附加產品，用於分析傳導熱傳、對流熱傳和輻射熱傳。
“熱傳模組”包含一組綜合特徵，可用於研究熱設計和熱載荷效應。
您可以為整個設備、組件和建築物的溫度場和熱通量進行建模。
為了檢測某個系統或設計的真實特性，您可以使用軟體內置的多物理場建模功能輕鬆地在一個模擬環境中耦合多個物理效應。
熱傳分析專用特徵
共軛熱傳和非等溫流動
“熱傳模組”的內置特徵用於為共軛熱傳和非等溫流動效應進行建模，這些功能可用於模擬換熱器、電子冷卻以及節能等諸多示例。
支援層流和紊流，並能透過自然對流和強制對流進行建模，可用於分析壓力功和黏性耗散對溫度分佈的影響。您可以使用k-ε、低雷諾數k-ε、代數y+或LVEL紊流模型等雷諾平均納維-斯托克斯（RANS）模型進行紊流建模。
在與CFD模組結合使用時，您還可以使用Realizable k-ε、k-ω、剪切應力輸運（SST）、v2-f及Spalart-Allmaras等紊流模型。
系統會使用連續性、壁函數或自動壁處理等條件來自動處理流-固界面的溫度過渡，具體取決於流動模型。透過激活重力特徵，您可以輕鬆地分析自然對流。
使用COMSOL Multiphysics 基本模組和“熱傳模組”進行的非等溫流動建模示例。
薄層和薄殼
針對薄層和薄殼熱傳建模，“熱傳模組”提供了一系列計算效率高且結果精確的專用特徵。
您可以使用這些工具，研究幾何尺寸遠小於模型其餘部分幾何尺寸的層的熱傳情況，避免為這些層的寬度區域進行網格剖分。
熱薄殼模型適用於以下情況的高導熱材料：層對熱傳的影響主要體現在其切向方向，並且層兩側的溫差可以忽略不計。相反，熱厚模型可以表示導熱性低的材料，在殼的垂直方向起熱阻作用。
此模型計算層兩側的溫差。最後，透過在一般模型中嵌入完整的熱方程，提供了一個精度高且適用範圍廣的通用模型。
薄層特徵支援與常規域模型相似的熱載荷。特別值得一提的是，您可以在層上定義熱源和熱沉，並可以在殼的兩側定義熱通量和表面對表面輻射。
表面對表面輻射
“熱傳模組”使用輻射度方法模擬二維、二維軸對稱和三維幾何中漫反射表面上的表面對表面輻射。
表面屬性可能取決於模型中的溫度、輻射波長或任何其他物理量。您也可以為每個光譜帶定義透明屬性（支援多達五個光譜帶）。
太陽和環境輻射支援預定義設置，其中短波長（太陽光譜帶）的表面吸收率與較長波長（環境光譜帶）的表面輻射率可能有所不同。此外，您還可以根據地理位置和時間來定義太陽輻射方向。
該模組使用Hemicube 或直接積分面積法來計算視角係數。為了提高模擬計算效率，您可以定義對稱的平面或扇區。透過結合使用動坐標系，表面對表面輻射界面可在幾何構型發生變形時自動更新視角係數。
相變
透過使用“熱傳模組”，您可以輕鬆地解釋熱傳分析中的相變破壞。相變材料節點可以透過實施表觀熱容公式來分析相變，並能解釋相變焓和材料屬性的變化，具有使用動網格為體積變化進行建模的功能。
COMSOL ®軟體“案例庫”包含的相關教學案例使用變形幾何介面和Stefan能量平衡條件來計算兩個相之間的過渡前沿的速度。
傳導、對流和輻射分析
“熱傳模組”可用於詳細研究三種類型的熱傳，對核心COMSOL Multiphysics ®模擬平台的分析功能進行了擴展。
傳導
您可以將熱導率定義為各向同性或各向異性，描述任意材料中發生的傳導現象。熱導率可以恆定，也可以隨溫度（或任何其他模型變量）發生變化。
對流
分析受流體運動影響的熱傳模擬。
您可以使用內置特徵來模擬壓力功、黏性耗散，以及強制對流和自由（自然）對流。當您在單相流介面中選擇重力選項後，系統會自動模擬自然對流。
輻射
借助“熱傳模組”，您可以使用輻射度方法為表面對表面輻射建模，也可以使用Rosseland 近似、P1 近似或離散坐標法（DOM）為參與介質中的輻射建模。不僅如此，您還可以使用朗伯比爾定律為吸收介質輻射中的輻射束建模，並將這一效應與其他形式的熱傳進行耦合。
