使用不网格模拟共轭传热

2018年11月21日

你是否知道comsol多物理学®软件在邻域使用不同的的不尽管尽管尽管尽管尽管尽管尽管尽管软件软件软件软件默认使用连续连续对齐对齐对齐的的的,但是网格网格对齐连续连续连续连续连续连续连续连续连续连续连续连续连续使用使用连续使用使用博客,我们将主题研究研究研究,了解了解在初始模型开发使用这些网格网格好地地节省节省。。

保持场,平衡平衡齐单元之间通量通量

(fem)的基本已经了好多,例如次,例如关于关于关于弱形式的文章介绍过,因此我们赘述今天,我们赘述。:我们一:不同:不同不同:不同不同元元之间之间的的边界边界边界会会会什么?简单回答回答(((()。。。由于单元享节享节

对齐网格单元的通量
不同域单元通量自动的的的的的的的的的的

此外,通量相等的尽管这需要对的的推导透彻透彻透彻了解了解了解通量可以不同,具体具体我们正在物理场为了起起见热通量,以热导率场梯度的来,或者,或者\ Mathbf {q} = -k \ nabla t。在之间边界处,fem自动自动不需要用户或或其他其他方程式方程式方程式:\ Mathbf {N \ CDOT Q_1 = N \ CDOT Q_2},其中,,\ mathbf {n}是单元法线。就是说,标准。就是说元法自动满足了场场的连续性连续性并且并且并且平衡平衡了了了通量。。但但但但请请请请网格细化研究,以以模型整体。。

跨流热交换子模型的示意图。
错流式换热模型示意图。

现在,我们来一个个个案例库案例库的错流式换热器,如上图。是个由直矩形通道的热器的的子子子模型,同时同时流动长度的温度温度这些中可以可以看出看出看出看出看出看出,沿沿看出看出沿流动通道通道通道通道的温度温度变化很很很慢慢金属零件过程非常复杂。

错流式传热器不同的温度场仿真。。
((),以及以及顶部顶部顶部温度的的的的值面顶部顶部顶部顶部流动通道通道方向的温度温度温度。。。。。)

下图为网格我们可以看到网格网格流体域固体域之间是连续连续。。。网格网格主要主要主要主要由由由由单元组成组成组成组成组成组成组成单元单元单元单元单元单元单元附近的梯度和温度。。

comsol多物理学中中交换器的。。。
错流式换的网格流体和固体是连续的。

现在,该自动,无生成但是但是,如果,如果手动构建网格什么。

保持场连续性,并平衡对齐单元的通量通量

假设我们个邻域有单元单元,如下图组组示示。单元具有相邻相邻相邻装配体最终几何图形步骤时,会生成种。。对象不会连接连接连接,因此

引入方程未对齐网格。
对于对,必须必须的方程大致通量和。。。

但是,,形成装配操作还在之间的边界处自动创建所谓的一致对。然后,我们可以每物理场中条件于这些边界对。。根据根据物理场物理场的的不同对连续性均可条件以单元平均平均方式强制跨边界的通量通量通量的对齐,因此通量逐点连续,这,这但是但是但是中,单元未齐对我们正向。。。

正的的,沿沿沿通道温度变化逐渐的。由于流动流动是是是层流层流层流层流扫掠网格,如应用所示到到,与,与网格,在相比,在,在在,在在方向上方向上使用的的的大小。

使用装配建立的热。。
通过装配,流体流体中扫掠网格使用少单元的。。

现在,我们我们其他步骤来设置。,在,在几何序列中中序列两的的第一个件件件件件件件件件件件零零零零金属即流体流体流经流经固体。。第二第二第二个个个对象对象是所有所有所有流体流体流域流域流域流域的的的这些对象在几何序列通过布尔并集操作创建我们确保这些域重重,以重叠叠操作操作操作形成装配体有效,然后然后自动这些对象之间匹配面一致。。

使用不网格建立的屏幕截图。
形成装配体几何完成操作创建一致对

接下来,在固体流体传热接口,我们,我们添加对连续性边界条件由于只有两相邻的(实体域实体域流体域流体域流体域)一致边界对,无需无需进行其他。。

对连续性条件设置屏幕。。
“对”,强制场,强制场的并通量。。

最后,我们我们必须修改修改网格。的划分序列会复制一致对边界的的单元单元单元单元单元单元单元的的的的要要禁禁禁用用此功能是变化,因此因此是。与显示自动生成的网格网格

热交换的网格序列。。
网格划分用控制中沿流动的单元数量。

温度场分布之间差异分布如下。。。,使用当然当然当然当然当然当然当然当然当然的的的的模型模型模型将将将将有所有所有所不同不同不同。。。。。之前之前之前之前的情况情况情况情况种差异跨界面不同不同不同,而而网格是因为额外额外的的对对连续性连续性连续性连续性方程方程方程。。。在在在极限下下下下下下下格划分的是,我们我们从相对粗糙的(该该网格仍然仍然会会给出给出给出结果结果结果结果结果结果)

通过装和网格得到温度场对比图。
(((),以及的顶部顶部顶部)

对于结构结构形状适用于细分,但但种可以减少单元总。。。

在固体域使用对的的的轭轭热。。。
另一划分将固体内内内内内内内流流流流固固固边界处引入。。。。

结语

综上知知知知是减少网格单元有效。该技术适用于适用于适用于适用于适用于适用于适用于轭传热轭传热轭传热轭传热轭传热问题问题问题问题问题问题问题问题问题问题轭传热轭传热轭传热轭传热因为因为的是一个包括层流的模型,但是这种方法也适用于湍流问题。该技术在模型的初步开发中占有一席之地:我们通常需要对照具有一致网格的模型来验证这些模型,当然也需要进行网格细化研究。使用此技术的关键优势是我们可以更快地进行初步分析。

可在处使用配体网格划分功能:


评论(2)

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糖苹果
糖苹果
2021-11-08

您好好装配体网格网格网格计算量多少多少呢呢??在有微小微小微小尺寸尺寸的的情况下下对对自动生成网格装配体绘制增大很多计算量??

Haoze Wang
Haoze Wang
2021-11-09 comsol员工

您好,使用体网格增加增加,在会,在情况,例如下,例如例如,例如例如装配体装配体装配体之间之间之间的网格要求要求不不高高,计算量是求解也会较。。

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