Neuerungen im Heat Transfer Module
Für Nutzer des Heat Transfer Module bietet COMSOL Multiphysics® Version 6.4 Leistungsverbesserungen und ein neues polychromatisches Modell für die Wärmestrahlung in teiltransparenten Medien sowie Unterstützung für die Modellierung der Spiegelbrechung. Weitere Informationen zu diesen Updates finden Sie unten.
Leistungsverbesserungen für die Wärmestrahlung in teiltransparenten Medien
Eine neue Formulierung der Discrete ordinates method, die nun der Standarddiskretisierungsansatz für die Interfaces Radiation in Participating Media und Radiation in Absorbing-Scattering Media ist, wurde implementiert. Zusammen mit verbesserten Lösereinstellungen reduziert diese Formulierung den CPU-Zeit- und Speicherbedarf erheblich, insbesondere bei Quadratur-Sets mit einer großen Anzahl von Richtungen. Die folgenden Tutorial-Modelle veranschaulichen diese Verbesserungen:
Weitere Beispiele dafür, wie die neue Formulierung die Leistung verbessert, finden Sie in der folgenden Tabelle, in der die Auswirkungen der Formulierung auf die Rechenzeit für verschiedene Modelle verglichen werden.
| Modell | 6.3 mit dem bisherigen Standard-Löser | 6.4 mit dem neuen Standard-Löser | Beschleunigung |
|---|---|---|---|
| Boiler — Coarsened Mesh — T8 Quadrature | 5 h 1 min 5 s | 57s | 316x |
| Glass Plate — Coarsened Mesh — T8 Quadrature | 3 h 30 min 50 s | 7 min 51s | 26x |
| Radiative Heat Transfer in Finite Cylindrical Media | 10 min 7 s | 37s | 16x |
| Discrete Ordinates Quadrature Sets for Heat Transfer with Radiation in Participating Medium — T8 Quadrature |
1 h 34 min 57 s | 45s | 126x |
Die Rechenzeit für verschiedene Tutorial-Modelle mit einer großen Anzahl von Richtungen bei Verwendung des bisherigen und des neuen Standard-Lösers.
Weighted Sum of Gray Gases Model
Zusätzlich zum Stepwise Gray Model steht nun für das Interface Radiation in Participating Media ein neues polychromatisches Modell zur Verfügung: das Weighted Sum of Gray Gases Model. Diese Option ermöglicht es, nichtgraue Gase als Mischung mehrerer grauer Gase zu modellieren, die jeweils durch unterschiedliche Strahlungseigenschaften dargestellt werden. Der kombinierte Beitrag dieser Gase liefert eine genaue Darstellung des realen Gasverhaltens über das gesamte Wellenlängenspektrum. Dieser Ansatz ist insbesondere im Bereich der Verbrennung von Bedeutung. Das neue Feature ist in den Tutorial-Modellen Combustion Chamber und Predicting Wall Temperatures in a Smoke Exhaust Duct zu sehen.
Brechung im Interface Surface-to-Surface Radiation
Die Interfaces Surface-to-Surface Radiation und Orbital Thermal Loads können nun zur Modellierung der Lichtbrechung gemäß dem Snellschen Gesetz verwendet werden. Diese neue Funktionalität ist besonders nützlich für die Modellierung des radiativen Wärmetransports bei kollimierten Quellen, wie beispielsweise Sonnenstrahlung oder Laserlichtquellen. Zur Unterstützung dieser Funktion wurden zwei neue Features eingeführt: Refractive Interface und Dielectric Window. Beide Features verwenden Fresnel-Beziehungen, um die spiegelnde Reflektivität und die Durchlässigkeit zu definieren. Das Feature Dielectric Window modelliert zusätzlich eine dünne dielektrische Schicht, die Strahlung je nach Einfallswinkel absorbieren kann. Die neue Funktionalität ist im Tutorial-Modell Thermal Radiation with Refraction zu sehen.
Neue Tutorial-Modelle
COMSOL Multiphysics® Version 6.4 enthält mehrere neue Tutorial-Modelle für das Heat Transfer Module.
Combustion Chamber
Predicting Wall Temperatures in a Smoke Exhaust Duct
Spacecraft Thermal Analysis with Multilayer Insulation
Thermal Radiation with Refraction
Air-Cooled Battery Energy Storage System (BESS)
Spanwise Rotating Turbulent Nonisothermal Channel Flow
