课程:用热膨胀建模焦耳加热

2020年9月15日

作为我们反复播放的视频讲座的一部分,我们发布了一个五部分的课程,涵盖了COMSOL Multiphysics®软件用于模拟焦耳加热和热膨胀的使用。我们共分五部分,提供了关于如何开始这个领域的完整教程,该系列教程对于任何对学习软件感兴趣的人来说都是很好的资源。让我们回顾一下这门课,并指出一些相关的资源。

joule加热和热膨胀入门

许多常见的工程问题涉及焦耳加热,随着电流通过它的导电材料的温度升高。我们通过引入相关的相关问题来开始本课程,将一组连接芯片连接到电路板的一组键的加热。对于这个例子,我们仅关心这些粘合线。

带有键合线的方形芯片,其热应力以蓝色、蓝绿色、品红和红色渐变显示。
在芯片上连接电线。当电流通过导线时,由于施加的电位差,就会产生焦耳热,导致温度的变化,从而产生结构膨胀和热应力。

看着这里的电热-力学建模课程

第1部分

第一个视频通过演示如何导入芯片的CAD几何体来开始。在此示例中,我们使用COMSOL本机CAD文件,尽管还有其他选项用于使用CAD文件。

接下来,我们通过施加电位差来设置通过电线计算电流的问题。从那里,我们检查网格并使用虚拟操作删除一些小几何特征以简化网格,然后我们解决和可视化结果。

第2部分

第二个视频建立在第一个视频的基础上。我们使用积分从模型中提取数值数据,并研究模型的网格细化,这是建立任何有限元模型的必要部分。从那里,我们扩展我们的模型,以解决温度场内的键合线。我们使用基于坐标和布尔选择来定义热边界条件,规定温度和辐射,以及近似的自由对流。

第3部分

在第三个视频中,我们通过制作温度场的电导函数和导热函数来介绍材料的非线性。这可能会导致一些令人惊讶的结果,我们将在讲座中详细讨论这些结果。我们还介绍了更多的电激励和评估结果的选项。

第4部分

在第四个视频中,我们概述了求解算法以及如何解释软件报告的信息。我们还讨论了稳态假设的局限性,以及何时切换到瞬态分析,并演示了如何计算随时间的温升。最后,我们扩展了我们的模型,包括热膨胀和讨论不同的解决方法。

第5部分

最后,在第五个视频中,我们继续建模变形,并包含用户定义的网格化,以及自适应网格细化,以获得对我们解决方案的信心。从那里,我们继续考虑其他几何形状,并展示如何呈现视觉上有吸引力的结果。然后,我们使用Application Builder将模型文件转换为独立应用程序。

闭幕致辞

电热机械建模课程旨在提供焦耳加热和热膨胀局部的介绍,而且还提供了彻底概述了软件的使用情况,因此对任何刚刚获得的人都有用开始了。

这里选择的示例与我们在中使用的示例中的一个相似COMSOL Multiphysics简介用户指南,如果您愿意遵循书面方法作为软件介绍,这是另一个伟大的资源。一旦你经历了这种材料,你就会在Comsol Multiphysics的使用中拥有坚实的基础,并准备好解决更具挑战性的主题!

自己试试

在学习中心课程中提供了几何文件和本课程中使用的模型文件。


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