COMSOL Multiphysics® 5.6 Release Highlights
Heat Transfer Module Updates
Heat Transfer 모듈 사용자를 위해서 표면-대-표면 복사에 대한 방향 종속 표면 특성, 새로운 Porous Medium 기능, 그리고 Phase Change Interface 경계 조건이 포함되었습니다. 이러한 열 전달 기능들에 대해 아래에서 자세히 살펴 보시기 바랍니다.
Phase Change Interface Boundary Condition
새로운 Phase Change Interface 경계 조건이 Deformed Geometry 기능과 결합하여 서로 다른 두 상에 해당하는 두 개의 도메인 사이의 계면을 정의합니다. 이 경계 조건은 Stefan 조건을 기반으로 합니다. 이 조건에서 상 변화 온도를 설정하고, 상 변화 잠열로부터 전방 속도를 정의하여 고체 면과 열 유속 점프 평가를 지정합니다. 이 경계 조건은 상 변태를 변화가 급격한 계면으로 모델링하며, Tin Melting front 모델에서 볼 수 있는 순수 금속 용융 또는 동결 건조(Freeze-Drying) 모델에서 볼 수 있는 응고 또는 승화를 포함하는 여러 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.
Heat and Moisture Transport in Porous Media
습윤 공기와 액체 상태의 물로 채워진 다공성 매질에서 열 및 수분 전달이 결합된 현상을 모델링하기 위한 새로운 인터페이스 기능이 있습니다. Moisture Transport in Porous Media 인터페이스는 기본적으로 Hygroscopic Porous Medium 기능을 제공하며, 수증기 대류 및 확산뿐만 아니라, 액체 물 대류 및 모세관 흐름에 의한 다공성 매체에서의 수분 이동을 모델링 하는데 사용할 수 있습니다. 이 인터페이스는 액체 모세관 흐름을 모델링하고, 중력에 의한 효과를 지원하여 총 압력 변화로 인한 액체 및 기체 상태의 대류에 대하여 처리합니다. Moist Air 기능과 결합하여 다공성 매질에서의 습윤 공기 흐름 효과를 모델링 할 수 있습니다.
Heat Transfer 인터페이스에서 Moist Porous Medium 도메인 기능은 고체, 액체 물 그리고 습윤 공기 속성에서 개별적으로 유효한 물성 특성을 정의합니다. Moist Air 하위 노드는 수분 함량을 고려하여 물성 특성을 정의하고, 습윤 공기에서의 대류 플럭스 및 확산 엔탈피 플럭스를 계산합니다. Liquid Water 하위 노드는 액체 물 포화도와 속도 장을 정의하며, 가능한 경우 Heat and Moisture 다중 물리 결합 기능을 이용하여 자동으로 설정 할 수도 있습니다. 고체 특성은 Porous Matrix 하위 노드에 의해서 처리됩니다. 이러한 기능들은 건조 및 증발 냉각 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.
New Porous Medium Feature
다공성 매체를 다룰 수 있는 새로운 기능이 고체, 유체 및 부동 유체와 같은 다양한 단계를 정의하는 데 유용합니다. Heat Transfer in Porous Media 인터페이스에서 Porous Medium은 Fluid, Porous Matrix 및 경우에 따라서 Immobile Fluids 와 같은 각 상에 대한 하위 기능을 사용하여 재료 구조를 관리하는 데 사용됩니다. 이 작업 방식은 명확성을 높이고 사용자 직관성을 개선합니다. 또한 더 자연스러운 방식으로, 다공성 매체에서 다중 물리 연동을 용이하게 합니다. Moisture Transport 및 Porous Media Flow 인터페이스와 결합 된 다공성 매체의 열 전달 개선으로 다공성 매체의 비등온 흐름 및 잠열 저장을 모델링 할 수 있습니다.
이러한 설정은 다음 모델에서 볼 수 있습니다:
- heat_pipe
- frozen_inclusion
- evaporation_porous_media_large_rate
- porous_microchannel_heat_sink
- convection_porous_medium
- carbon_deposition
- monolith_3d
- steam_reformer
Directional Dependent Surface Properties for Surface-to-Surface Radiationure
Surface-to-Surface Radiation 인터페이스에서 광 조사(ray shooting) 방법을 선택하면, 이제 복사 입사각에 따라 표면 속성을 정의할 수 있습니다. 이는 표면 방사율, 반사율 및 투과율을 Opaque Surface 및 Semitransparent Surface 기능에서 사용할 수 있습니다. 이 기능은 열 복사를 다른 방향으로 다르게 흡수, 반사 및 전달하는 결 또는 패턴이 있는 표면을 시뮬레이션 하고자 할 때 유용합니다.
Semitransparent Surface for Radiation in Participating Media
Radiation in Participating Media 인터페이스에서 새로운 Semitransparent Surface 기능을 사용할 수 있습니다. 외부 경계에서 외부 복사 강도를 정의하고 표면에서 확산 또는 투과되는 유입 강도의 일부를 고려할 수 있습니다. 내부 경계에서는 표면 양쪽의 복사 강도가 고려됩니다. 이 경계 조건은 참여 매체 샘플의 투과 매질로부터 오는 입사 복사를 모델링 하는데 특히 유용합니다. 예를 들어, 참여 매체의 복사 속성 특징에 대하여 모델링하는 경우가 이에 해당합니다. 이 기능은 Radiative Cooling of a Glass Plate with Semitransparent Surfaces 모델에서 살펴볼 수 있습니다.
Thermal Contact and Symmetry for Layered Material
새로운 기능은 적층 물성에 대한 모델링 기능을 확장합니다. 새로운 Thermal Contact, Interface 기능을 사용하면 층 사이의 열 저항을 담당하는 적층된 쉘들의 적층 사이의 내부 경계 면에서의 표면 요철과 간격을 적용할 수 있습니다. 이는 Thermal Expansion of a Laminated Composite Shell with Thermal Contact, Interface 모델에서 입증된 대로 열 성능에 대한 박리 효과를 모델링하는 데 필요합니다. 또한, Heat Transfer in Shells 인터페이스에서 도입된 Symmetry 기능을 사용하면 모서리에서 대칭 조건을 설정하여 대칭 모델의 크기를 줄일 수 있습니다.
Automatic Detection of Ideal Gas Material in Heat Transfer in Fluids
다양한 열 전달 인터페이스 내에서 사용할 수 있는 Fluid 기능은 계산 효율성을 향상시키기 위해 이상 기체 가정을 활용하도록 업데이트되었습니다. Fluid type 목록의 From material 옵션은 각 도메인 선택에 적용된 재료가 이상 기체인지 여부를 자동으로 감지하고 각 경우에 대해서 관련 속성을 사용합니다. 예를 들어, 압축성 비등온 흐름에서 압력 일을 계산할 때, 계산 속도를 높일 수 있습니다. COMSOL Multiphysics® 및 Material Library에서 사용 가능한 기체는 이상 기체로 모델링되기 때문에, 압축성 비등온 흐름을 가진 많은 모델이 이러한 개선된 혜택을 받을 것으로 예상됩니다.
Heat and Energy Balance
에너지 및 열 수지 정의에 대한 후처리 변수가 새로운 구성을 포함하도록 확장되었습니다. 특히, 면 외부 열원을 고려하기 위한 비등온 흐름; 체적 힘, 점성 소산 및 압력 일; 경계 응력; 내부 벽의 수직 속도가 0이 아닌 경우의 엔탈피 플럭스가 이에 해당합니다. 후처리 변수 또는 에너지 및 열 수지 정의가 적층 재료로 확장되었습니다. 에너지 및 열 수지는 시뮬레이션 정확도를 확인하기 위해 솔버 오류 추정치에 대한 대체 기준을 제공합니다. 이 기능은 Electronic Chip Cooling 모델에서 확인할 수 있습니다.
New and Updated Tutorial Models and Applications
Heat Transfer 모듈에서 새롭게 업데이트된 모델과 애플리케이션을 제공합니다.
Freeze Drying | Radiative Cooling of a Glass Plate with Semitransparent Surfacesator |
Tin Melting Front | Evaporation in Porous Media with Large Evaporation Rates |
Inline Induction Heater |