主要内容

传热

解决在边界处发生对流和辐射时,以传导为主的传热问题

通过分析基于材料特性、外部热源和稳态和瞬态问题的内部热生成的组件的温度分布,解决热管理的挑战。

传热方程是描述给定时间内某一特定区域温度分布的抛物型偏微分方程:

ρ c T t k T

解决传热问题的典型编程工作流包括以下步骤:

  • 为稳态或瞬态热模型创建一个特殊的热模型容器。

  • 定义2-D或3-D几何和网格。

  • 指定材料的热特性,例如热导率k,比热c,质量密度ρ

  • 指定内部热源在几何。

  • 指定边界上的温度或通过边界的热通量。对于通过边界的对流热通量 h t c T T ,指定环境温度 T 和对流换热系数宏达电.对于辐射热流 ε σ T 4 T 4 ,指定环境温度 T ,发射率ε,以及斯特凡-玻尔兹曼常数σ

  • 设定一个初始温度或初始猜测。

  • 解决并绘制结果,如结果的温度、温度梯度、热通量和热速率。

球面上的温度分布

功能

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createpde 创建模型
thermalProperties 为热模型指定材料的热特性
internalHeatSource 为热模型指定内部热源
thermalBC 为热模型指定边界条件
thermalIC 为热模型设定初始条件或初始猜想
解决 解决传热、结构分析或电磁分析问题
assembleFEMatrices 组合有限元矩阵
线性化 线性化结构或热模型
linearizeInput 指定线性化模型的输入
linearizeOutput 指定线性化模型的输出
interpolateTemperature 在任意空间位置插入热结果中的温度
evaluateTemperatureGradient 评估热溶液在任意空间位置的温度梯度
evaluateHeatFlux 评估热解在节点或任意空间位置的热流
evaluateHeatRate 评估垂直于指定边界的综合热流率
pdeplot 为二维问题绘制解决方案或网格
pdeplot3D 绘制三维问题的解决方案或表面网格
pdegplot 情节PDE几何
pdemesh 情节PDE网
pdeviz 创建和绘制PDE可视化对象
findThermalProperties 找到分配给一个几何区域的热材料属性
findHeatSource 找出分配给一个几何区域的热源
findThermalBC 找到分配给几何区域的热边界条件
findThermalIC 找到分配给几何区域的热初始条件

对象

ThermalModel 热模型对象
SteadyStateThermalResults 稳态热溶液和导出的量
TransientThermalResults 瞬态热解和导出的量

属性

ThermalMaterialAssignment属性 热材料特性赋值
HeatSourceAssignment属性 热源作业
ThermalBC属性 热模型的边界条件
NodalThermalICs属性 网格节点的初始温度
GeometricThermalICs属性 一个区域或区域边界上的初始温度
PDESolverOptions属性 求解器的算法选项
PDEVisualization属性 网格和节点结果的PDE可视化

主题

热分析工作流

腔体内的传热

解一个热方程,描述热扩散在一个矩形腔块。

散热器的温度分布

对散热器进行三维瞬态传热分析。

圆柱棒的热分布

用二维模型分析三维轴对称模型。

非均匀热流多域几何中的热传导

对一个由三层不同材料制成的空心球,在外部热流不均匀的情况下进行三维瞬态热传导分析。

方域上的非齐次热方程

用源项求解热方程。

具有温度依赖性性质的传热问题

求解导热系数随温度变化的热方程。

盘式制动器的热分析

使用偏微分方程工具箱™和Simscape™动力传动系统™模拟刹车片绕着刹车盘移动,并分析刹车时的温度。

盘式制动器的轴对称热结构分析

简化分析盘式制动器采用轴对称模型进行热应力和热应力计算。

一般PDE工作流程

薄板的非线性传热

对薄板进行传热分析。