comsolMultiphysics®5.4释放亮点

传热模块更新

对于传热模块的用户，comsol多物理学^®版本5.4包括用于建模地表到表面辐射建模的混合散布特征反射和半透明表面，薄结构中的传热以及在参与媒体接口中建模辐射的更多功能。了解这些传热功能等等。

混合散射特征反射和半透明表面

基于射线射击方法的视图因子计算的新算法可以处理混合的分散特征反射以及通过半透明表面的反射和传输。粗糙的表面倾向于在所有方向上随机反映事件射线，而不管有弥散的反射。光滑的，镜面的表面倾向于根据反射定律反映传入的射线，其中入射角等于反射角，称为镜面反射。处理分散和镜面反射混合物的新功能可用于创建各种表面的现实和准确模型。新的射线射击方法也可以用于建模不完全不透明的半透明表面，而是传输一部分入射照射的部分，例如窗玻璃。您可以在镜面反射的地面辐射模型。

在通道的两侧（左）两侧弹跳的辐射梁引起的入射辐射。不同的配置对应于不同的表面特性，从几乎理想的镜面表面到纯弥漫表面。对于高度镜面的表面，梁在消失之前多次反射，而立即将其用于纯弥散表面。右侧的草图代表了在镜面上完全聚焦的光束的类似情况。

薄的分层结构中的传热

薄结构中的传热功能已通过一组新的强大工具来建模分层壳。分层结构是使用新的分层材料功能包括从/到文件的分层结构配置的负载/保存，一个层横截面预览功能和一个图层堆栈预览特征。每个层都分配了材料属性，内在旋转，厚度和有限元离散设置。另外，每个薄层之间的接口可以分配单独的接口属性。用于总体建模方法的可选工具可用于降低热薄或热厚结构的计算成本。一个新分层材料数据集使数据集可视化薄的分层结构中的结果，就像它们最初是建模为3D固体一样。

新功能在所有传热界面中都可以使用，其中包括用于分析壳，薄层，薄膜和断裂的功能。当与AC/DC模块结合使用时，新的多物理耦合功能可以使电磁加热和分层结构中的热电效应进行建模。当与复合材料模块结合使用时，新的多物理功能使得可以在分层结构中建模热膨胀。

您可以看到以下模型中使用的此功能：

加热回路的这种多物理模型是使用新的分层材料的新功能定义的，这些材料具有传热，电流和结构膜物理的结合。 加热回路的这种多物理模型是使用新的分层材料的新功能定义的，这些材料具有传热，电流和结构膜物理的结合。

参与媒体的辐射功能的扩展功能

对参与媒体的辐射界面。可以使用新的选项来控制半透明材料中辐射散射的性质。散射特性由所谓的Henyey-Greenstein相函数定义。此外，还提供了几个新的正交选项，您可以控制8至512的离散尺寸数量，从而详细控制准确性和计算速度之间的权衡。您可以在玻璃板的辐射冷却模型。

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具有波长依赖的材料特性的地表到地表辐射

这地表到表面辐射现在，界面支持任意数量的光谱频段，以模拟波长依赖性材料属性。此外，在使用多个光谱频段时，已经重新设计了用户界面以提高可用性。使用多个光谱带，可以定义材料属性，例如从波长依赖性函数或表中的表面发射率，每个光谱带一个值。对波长依赖性表面特性的精确描述提高了诸如辐射冷却之类的场景的模拟准确性。您可以在太阳对放置在阳伞下的两个冷却器的辐射效果模型。

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吸收冰期介质界面的辐射 - 光扩散方程

新的吸收冰分介质的辐射界面可用于建模半透明培养基中辐射的传播，吸收和散射。特别是，它非常适合在非发射介质中建模光扩散。类似于参与媒体的辐射界面，它求解辐射传递方程，但没有发射项。因此，这两个接口共享相同的离散方法（P1近似和离散方法）和散射选项。当使用P1近似时，求解方程称为光扩散方程。您可以在在颗粒平板中的光扩散模型。

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用于传热的多物理耦合

在以前的版本中地表到表面辐射和参与媒体的辐射所有传热界面以及单独的独立界面中的选项都可以作为选项。在comsol多物理学中^®版本5.4，它们仅作为独立接口可用，并且可以使用新的多物理接口与任何相关的传热接口耦合。这种新的建模方法简化了模型构建器中的模型管理。

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将功能重构为子节点

为了获得更好的用户体验，已在传热界面中添加了许多功能子节点。它们用于修改其各自的母体功能的配置。在将来的版本中，以下子节点将替换相应的主要功能：

这相变材料子节点替换相变材料流体的特征，将其能力扩展到固体和多孔介质，并实现明显的热容量制定相变的热量
这对流增强电导率子场有可用的体液和潮湿的空气节点，并根据Nusselt编号增强流体导热率来解释对流热通量
这热损伤子节点可在生物组织定义损坏模型的节点
这光学厚参与媒介子节点（在传热界面中可用）可用于高光厚度的介质中的Rosseland近似值，并通过增强导热率来提供辐射效应所需的设置

您可以看到以下模型中使用的这些新功能：

旨在运输冷藏物品的等温盒中的温度分布。使用A相变材料建模体液具有相变材料子场。
旨在运输冷藏物品的等温盒中的温度分布。使用A相变材料建模体液具有相变材料子场。

热和水分流多物理接口

一组新热量和水分流多物理界面可在传播热量>热和水分传输分支以通过层流和湍流在空气中进行热传递和水分传输。不同的接口将单相流界面的层流和湍流版本与潮湿的空气中的传热和空气中的水分传输接口。这热量和水分，，，，水分流，和非等热流多物理耦合节点可以处理湍流混合以及湍流的热和水分壁功能，并解释了空气中流体流动方程中材料特性的温度和水分含量依赖性。

蒸发冷却模型将单相流与潮湿的空气中的传热和空气中的水分传输接口。
蒸发冷却模型将单相流与潮湿的空气中的传热和空气中的水分传输接口。

固体和流体接口中的传热

新的固体和流体中的传热接口替换了以前仅在此处使用的传热接口共轭传热多物理接口。它有一个坚硬的功能，默认在所有域上激活，一个体液功能，默认情况下选择空。这些设置是针对共轭传热建模进行了优化的。当您计划构建一个模型时，请使用此界面，仅从传热开始，并将流程作为第二步。这在chip_cooling示例传热模块简介PDF。

您还可以在以下模型中找到此功能：

芯片冷却教程中的温度曲线。通过在一系列步骤中添加更多功能，逐渐提高了模型的准确性。从仅包括固体中的传热的模型开始，然后将模型扩展到包括流体流和最终的地表到表面辐射。芯片冷却教程中的温度曲线。通过在一系列步骤中添加更多功能，逐渐提高了模型的准确性。从仅包括固体中的传热的模型开始，然后将模型扩展到包括流体流和最终的地表到表面辐射。

完美绝缘的内墙

这热绝缘现在可以在内部边界上使用功能，可以用来对流体域之间的薄材料建模为完美的绝缘体。在此类边界上，所得温度场是不连续的。您可以在内边界上的热绝缘模型。

环境热特性

可以通过一个环境属性来定义环境热特性节点下定义。它包含环境设置以前在传播热量界面。一些环境热特性节点可以在单个模型中添加。这使得在模型中不存在传热接口时使用环境属性。

此外，表面向下的接口已得到改进，以便可以通过使用来定义太阳位置环境热特性包括选定气象站的日期和位置。

具有环境温度模型的Comsol Multiphysics版本5.4 GUI的屏幕截图。

一个包含一个模型环境热特性定义时间依赖性环境属性的节点。该图显示了运行模拟的两天内的环境温度和相对湿度。
一个包含一个模型环境热特性定义时间依赖性环境属性的节点。该图显示了运行模拟的两天内的环境温度和相对湿度。

默认求解器设置

默认求解器设置有许多改进，用于传热。对于大型非等热流模型，默认的Multigrid Preponditioner设置已通过更健壮的设置进行了更新，在某些情况下将为计算加速提供。此外，包含一个的模型局部热非平衡现在，耦合始终求解具有更好和更快的收敛性的耦合的两个温度场变量。因此，所有模型都有非等热流耦合功能已更新。