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导热率模拟

使用 VGSTUDIO MAX

使用 VGSTUDIO MAX 的传递现象模拟模块,在不同材料的 CT 扫描上模拟导热率。

导热率模拟

导热率测量材料传递热量的能力。

VGSTUDIO MAX 的传递现象模拟模块 

  • 可用于模拟双组分材料中的稳定温度和热通量场,其中每种材料的导热率不同,边界条件是进口和出口与热储层相连,每个热储层有不同的恒定温度;
  • 可直接处理体积数据,并使用 VGSTUDIO MAX 中精确到亚体素的局部自适应表面测定;
  • 具有用于进行热传递虚拟实验的“实验模式”和用于计算热导率张量的“张量模式”。

导热率的计算是基于以下双组分材料中稳定温度和热通量场的微分方程:

其中 Ω 是整个模拟域,Ωₐ 是分量域 a(a = 1, 2)。假设 Ω1 和 Ω2 不重叠,并且它们的并集等于 Ω。T 是温度,φ 是热通量,kₐ 是分量 a 的热传导率,Δ 是拉普拉斯算子,grad 是梯度算子。

实验模式

在实验模式下,软件对结构的 CT 数据执行虚拟试验,以模拟热量在结构里从入口平面向与其平行延伸的出口平面的传输情况。可以选择垂直于入口和出口平面的“已封闭”或“已嵌入”选项作为边界条件。必须指定温差作为流动的驱动量。

热通量(2D 视图)
热通量(3D 视图)
相对温度(2D 视图)
相对温度(3D 视图)
热通量流线

张量模式

在张量模式下,软件会计算有效的张量值导热率。热导率张量的计算可以在整个结构上进行,也可以通过集成网格对结构的增量进行计算。

张量模式
每个集成网格单元格的有效导热率张量 
平均有效导热率(2D 视图)
平均有效导热率(3D 视图)
空隙分数(2D 视图)
空隙分数(3D 视图)

除了张量的本征值和本征向量外,表中还列出了相对于模拟坐标系的有效热导率张量的分量。

好处