课程:通过热膨胀对焦耳加热进行建模

2020年9月15日

作为我们经常性视频演讲的一部分,我们发布了一门五部分的课程,其中涵盖了ComsolMultiphysics®软件的使用,用于建模Joule加热和热扩展。在五个部分中,我们提供了有关如何在该领域开始的完整教程,该系列是对一般学习该软件有兴趣的任何人的重要资源。让我们回顾本课程,还指出一些相关的资源。

焦耳加热和热膨胀开始

许多常见的工程问题涉及焦耳加热,当电流通过它时,导电材料的温度升高。我们通过引入一个相关的感兴趣问题,即连接芯片与电路板的一组粘结线的加热开始,从本课程开始。在此示例中,我们完全关注这些键丝。

带有粘结线的方芯片,其中热应力以蓝色,蓝绿色,洋红色和红色梯度可视化。
芯片上的粘结线。由于电流由于施加的电势差而穿过电线时,有焦耳加热,这会导致温度变化,并导致结构膨胀和热应力。

看着电动机械建模课程在这里

第1部分

第一个视频首先演示如何导入芯片的CAD几何形状。在此示例中,我们使用comsol本机CAD文件,尽管还有其他可以使用CAD文件的选项。

接下来,我们通过应用电势差来设置通过电线计算电流的问题。从那里,我们检查网格,并使用虚拟操作去除一些小的几何特征,以简化网格,然后解决和可视化结果。

第2部分

第二个视频基于第一个视频。我们使用集成从模型中提取数值数据,并研究模型的网格改进,这是构建任何有限元模型的必要部分。从那里开始,我们扩展了模型,以解决粘结线中的温度场。我们使用基于坐标的和布尔的选择来定义规定温度和辐射的热边界条件,并近似于自由对流。

第3部分

在第三次视频中,我们通过使温度场的电导率和热导率函数同时引入材料非线性。这可能会导致一些令人惊讶的结果,我们在讲座期间更详细地讨论这些结果。我们还引入了更多的电激发和评估结果的选项。

第4部分

在第四个视频中,我们概述了求解器算法以及如何解释软件报告的信息。我们还讨论了固定假设的局限性以及您何时应切换到瞬态分析并演示如何计算随时间的温度升高。最后,我们将模型扩展到包括热膨胀并讨论不同的解决方案方法。

第5部分

最后,在第五次视频中,我们继续对变形进行建模,还结合了用户定义的网络和自适应网格的细化,以增强对我们解决方案的信心。从那里开始,我们继续考虑其他几何形状,还展示了如何提出视觉上有吸引力的结果。然后,我们使用应用程序构建器将模型文件变成独立的应用程序。

结束语

电动机械建模课程不仅旨在提供焦点供暖和热扩展主题的介绍,而且还详细概述了该软件的使用情况,因此对任何只是开始的人都会有用开始。

这里选择的示例与我们在comsol多物理学简介用户指南,如果您更喜欢遵循书面方法作为软件的介绍,这是另一个不错的资源。经过此材料后,您将在Comsol多物理学的使用方面拥有坚定的基础,并准备好解决更具挑战性的主题!

自己尝试

在学习中心课程中,本课程中使用的几何文件和模型文件可用。


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