comsol Multiphysics 5.2a发布亮点

传热模块更新

对于传热模块的用户，comsol多物理学^®版本5.2A具有将天气数据纳入模拟的能力，这是一种预定义的选项，在共轭传热模型中包括浮力效应，生物学数据库中的新材料等等。以下更多详细信息查看所有传热模块更新。

6000多个电台的时间依赖性气候数据（Ashrae 2013）

一个名为的新部分环境设置现在可以在设置窗口中可用传播热量定义环境变量的界面，例如温度，相对湿度，绝对压力，风速和太阳辐照度。在定义了一次变量后，将它们作为输入提供，以输入的几个特征的输入。

默认情况下，指定环境变量是由用户完成的（用户自定义）。然而，可以选择从每月和每小时平均测量值中计算出来的值Ashrae 2013手册是根据全球气象站衡量的数据，由美国供暖，冷藏和空调工程师（ASHRAE）提供的数据。有几种设置可用于选择位置，特定时间和可用的环境条件。这使得在与模型相关的位置中访问大量数据变得快速，易于访问。默认条件对应于给定日期和小时的平均值。在不同的可能性中，用户还可以访问所选站点记录的最高或最低温度，或与平均值相对应但偏离标准偏差的一个单位的值。

进行瞬态研究时，气候数据将与求解器中设置的时间范围自动同步。

环境天气数据以变量的形式获得，作为几个功能的输入。例如，在热通量特征中，环境温度，环境绝对压力和风速可用于定义传热系数的相关性。

在接口级别定义环境条件还可以保证整个模型中的一致性，除了避免使用更可变的环境数据定义。使用气候数据对于基于实际数据验证设备的工作条件很有用。多亏了多种条件选项，您可以在极端条件下或具有所需安全余量的标准条件下测试设备行为。

使用时间相关气候数据的示例应用程序库路径（Ashrae 2013）：

heat_transfer_module /power_electronics_and_electronics_cooling /condensation_electronic_device_with_diffusion

预定义的选项，包括在共轭传热模型中包括浮力效应

重力力是造成浮力效应的原因，一旦液体存在一定的密度差异。在大多数情况下，这些密度差异来自气体或液体的温度变化。自然对流对应于流动由浮力驱动的配置，并且是许多应用中的关键点，例如节能（因为自然对流会诱导流体运动，它会增强热传递；因此损失）或电子冷却（自然冷却（自然冷却）- 基于转换的冷却或无风扇冷却，因为它不涉及任何机械设备，而且无噪音）。

具有新的重力属性，可在单相流接口，您可以轻松地包括重力效果。选择时，重力属性添加了重力子节点到模型树，可以在其中编辑重力的加速度。这重力子节点定义了与接口处于活动的所有域中重力相对应的体积力。

有两种配方可用于实现带有重力的流体流动方程：相对压力公式（默认）和减压公式。When the relative pressure formulation is selected, features that use an external pressure or external total stress allow for the hydrostatic pressure (incompressible flow) or for the hydrostatic pressure approximation (weakly compressible and compressible flow) to be considered.When the reduced pressure option is selected, the flow equations are defined using the reduced pressure as a dependent variable, suitable in cases where buoyancy force variations are small compared to the absolute value of the buoyancy forces.

使用预定义选项的应用程序库路径，以在共轭传热模型中包括浮力效应：

heat_transfer_module/power_electronics_and_electronics_cooling/circuit_board_nat_3d

热和水分传输多物理学耦合

通过考虑热量和水分储存，潜在的热效应以及液体和对流的水分传输，可以使用一组新的界面和功能，用于建模建筑物的耦合热和水分传输。热和水分多物理耦合可以在建筑物组件中建模不同的水分变化现象。在温暖的月份，该功能可用于建模初始施工水分的干燥，以及由于从建筑物外部到内部的水分迁移而导致的凝结。在较冷的月份，由于扩散引起的间隙凝结，该特征可用于模拟水分积累。

建筑材料模型

建筑材料模型是默认域名建筑材料中的传热接口，可以添加到任何传热界面。此特征模拟了含有水和潮湿空气的多孔介质，遵循eN 15026：2007的部分导数方程（建筑组件和建筑元素的湿热性能 - 通过数值模拟评估水分转移，CEN，2007年）。

从干材料和水含量中确定有效的热性能。此外，由水分转移和蒸发的潜热确定热源或水槽期限。

水分传输界面

这水分传输界面模型水分转移。默认域特征，多孔介质，说明了水分存储，毛细管吸力和蒸气的对流传输。类似于建筑材料功能，它实现了从EN 15026得出的部分导数方程。

这水分传输界面还提供了定义水分源，较薄的水分屏障，水分含量或水分通量的功能。

单相流量可压缩性

已经引入了一个新功能，即弱压缩流，作为不可压缩流之间的中间选项，其中密度是恒定的。和可压缩流（MA <0.3），其中密度可以任意变化。选择时，弱压缩流功能可确保密度仅依赖温度。如果材料特性定义了压力依赖性密度，则以界面定义的参考压力进行评估。

在压力变化太小而无法显着影响密度的情况下，此选项对于气体特别有用。这在大多数低速空气冷却应用中很常见；在这种情况下，消除密度的压力依赖性可以大大提高计算性能。

使用单相流动性功能的示例的应用程序库路径：

heat_transfer_module/applications/forced_air_cooling_with_heat_sink

地表到表面辐射的部门对称条件

减少模拟的计算成本的一种方法是使用对称平面或对称的扇区来减少几何形状。从一般的PDE模拟中，对称边界条件适用。然而，地表到地面辐射需要评估需要在评估过程中重建完整几何形状的视图因素。

为了克服这一要求，一个新的选项称为对称的扇区现在可用于对称性的2D和3D模型，用于表面表面辐射功能。它支持任意数量的扇区，并提供了一个选项来定义每个部门中的反射平面。使用此选项，您可以通过计算和存储对称几何形状扇区的计算和存储视图因子来提高计算效率。此外，对于模拟中的所有其他模型变量，自由度的数量也相应减少。

使用扇区对称条件进行表面向下辐射的应用程序库路径：

heat_transfer_module/ applications/ inline_induction_heater

非等热流多物理学耦合现在与相变材料兼容

在相变时液相对液相运动进行建模的经典方法是解决整个相变材料域中的流体流动方程，然后在固相中为材料分配特定特性。这确保了材料的固体部分保持不动或具有刚体的运动。在流体部分中，定义了实际的流体特性，并可以计算流体流量。在comsol多物理学中^®版本5.2a，您可以使用非等温流多物理学偶联与流体流中的相变材料中的热传递。

应用程序库路径用于示例非等温流多物理接口与相变材料子节点：

heat_transfer_module/thermal_processing/continule_casting

重构不透明度功能

表面对地面辐射中使用的不透明子场已被新的不透明度特征所取代，并且在所有主要域特征下都可以使用，包括流体（以前是流体中的热传递），相变材料（以前是热传递，以相变的热传递），建筑材料和等温域功能。不透明度是通过选择两者来设置的透明的或者不透明在设置窗口中。

薄结构中的传热

薄膜的一般配方

一个新选项，一般薄膜模型可在薄膜功能中获得，并通过膜厚度提供温度场的离散化。这个新选项定义了一个额外的尺寸，可以通过膜厚度来解释温度变化。您可以在任何传热界面中使用薄膜功能，包括薄结构接口。该公式对于轴承建模等应用很有用，或者更普遍地，当您需要对膜中的温度曲线进行准确表示，尤其是在整个膜中存在较大的热源或温度差的情况下。

压力工作子场现已用于多孔介质中的热传输

多孔培养基的流体部分的温度可能受压力变化所做的工作的影响。为了在模型中反映这一点，除了自由流体流量外，还已经更新了压力工作功能，以支持多孔介质，现在可以作为子场所提供多孔介质节点。

增加了对薄结构侧温度的支持

根据薄结构特征中使用的近似值，薄结构侧面的温度可能是均匀的（热薄近似）或在厚度上有所不同（热厚近似或一般的选项）。在comsol多物理学中^®5.2a，薄结构界面已更新，以便使用从辐射发射的侧面的薄结构的表面温度（弥散的表面，弥漫性镜子或规定的辐射度）​​。例如，表面温度用于定义表面发射功率，该表面的发射力是根据普朗克定律评估的。

生物热材料数据库

生物加热材料数据库已更新以包括以下材料：

• 肝（猪）
• 肺
• 心肌（人）
• 心肌（猪）
• 肾皮质
• 肾髓质
• 脾

对于几乎所有这些材料，通过线性或多项式表达式提供了依赖温度的特性。对于其余的，给出了恒定值。此外，已经更新了前列腺材料的属性。

新应用程序：内联诱导加热器

由于其相对较低和稳定的价格，由于其零件中没有镍，因此铁质不锈钢在食品行业变得越来越受欢迎。通过添加铬或钼可以改善它们对腐蚀的耐药性，并且它们的磁性特性在食品加工方面提供了新的技术。

新的内线感应加热器应用程序计算了在一组铁素体不锈钢管中流动的磁性感应设备的效率。圆形电磁线圈在一组管道周围缠绕，并加热。由于电流通过线圈而导致的磁场会产生涡流，该电流负责电感加热。最后，基本上是通过传导将热量转移到流体中。

使用此应用程序，您可以通过更改其数量，长度，厚度和材料来研究各种管道配置。您还可以通过设置转弯，电线半径，电流密度或激发频率来调整线圈。为了优化设计，应用程序报告了流体的总体温度，出口处的最低温度，出口处的平均温度升高以及加热器的热效率。

应用程序库路径：

heat_transfer_module/applications/inline_induction_heater

更新的教程模型：蒸发率较高的多孔介质中的蒸发

多孔媒体中的蒸发是食品和造纸行业等的重要过程。必须考虑许多物理效应：流体流，传热和参与流体和气体的运输。所有这些效果都是强烈的耦合，预定义的界面可用于与传热模块建模这些效果。

该教程模型描述了使用层流动流干燥湿多孔物体的任意情况。空气在多孔物体的入口处被除湿，在该物体中，其水分含量在流过多孔介质时会增加。该模型着重于在传热模块中实现多孔介质中实现多相流的步骤，以及液体蒸发到气相。随着时间的推移计算多孔培养基中的水饱和度。

应用程序库路径：

heat_transfer_module/stape_change/evaporation_porous_media_large_rate