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伝熱モジュールアップデート
伝熱モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics® バージョン 6.1 では, 宇宙船の熱解析用の新しいモデリング ツール, 共有サーフェスまたは対向サーフェス間の連続条件を定義するためのマルチフィジックスカップリング, および表面-表面間輻射モデルを定義するための新しいツールが導入されています. 以下の伝熱モジュールのアップデートの詳細をお読みください.
宇宙船熱解析
新しい軌道熱負荷インターフェースは, 宇宙船の輻射負荷, 特に地球の周りを周回する衛星の太陽と地球からの輻射をモデル化するための既製の機能を提供します. この機能を使用して, 宇宙船の輻射特性, 軌道と方向, 軌道操作, および惑星の特性を含めることができます. フィジックスインターフェースは, 直接太陽放射, アルベド, 惑星赤外線フラックス, および異なる宇宙船部品間の輻射熱伝達を示す結果も計算して生成します. このインターフェースを伝熱インターフェースと組み合わせると, 宇宙船の固体部分の熱伝導を考慮することができます. この機能は, 次の新しいモデルで表示できます:

シェルおよびドメイン間の熱連結
新しい熱連結マルチフィジックスカップリングは, 2つの温度場間の連続条件を定義するように設計されており, それぞれドメイン伝熱インターフェースとシェル内伝熱インターフェースによって計算されます. 条件は, 2つの界面が共有する境界, または向かい合う2つの境界に設定できます. 連結は, エッジ, ドメイン界面と共有される境界, またはドメイン界面から別の境界に面している境界を介して接触しているシェルに使用できます. このマルチフィジックスカップリングにより, モデル内でドメインとシェルのインターフェースを組み合わせて使用することが大幅に簡素化されます. この機能は, 既存の Disk-Stack Heat Sink と次の新しいチュートリアルモデルで確認できます:
- thermal_connection_by_edges
- thermal_connection_by_facing_boundary
- thermal_connection_by_shared\boundaries
表面-表面輻射モデルの検証ツール
表面-表面への輻射モデルの定義を支援するために使用できる新しいツールがあります. モデルの設定中に, 放射された放射線の方向がグラフィックスウィンドウに表示され, 不透明度制御オプションとグレーのサーフェスモデルのシンボルが表示されます. 予期しない構成の場合は, 警告記号が表示されます. さらに, 形態係数の評価中に, 一貫性のないトポロジを検出するためのオプションの検証を利用できます. これらのツールは, 特に大規模で複雑な形状構成の場合に, モデルの誤った定義のリスクを大幅に軽減します. 新しいモデル Topology Verification for Surface-to-Surface Radiation と次の既存のモデルでこれらの更新を表示します:
- cavity_radiation
- chip_cooling
- heat_sink_surface_radiation
- inline_induction_heater
- light_bulb
- parallel_plates_diffuse_specular_ray_shooting
- parasol
- potcore_inductor
- thermal_annealing
- tpv_cell
- view_factor
- petzval_lens_stop_analysis_with_surface_-_to_-_surface_radiation
表面-表面輻射機能の改善
形態係数の評価に粗い解像度が使用されている場合でも, 小さな表面が検出されるように, レイシューティング法が改善されました. 解像度の適応と組み合わせると, 最適な光線数で形態係数の精度が向上します. さらに, すべての形態係数計算方法について, 変数と方程式を定義するために使用される式が前処理されるようになったため, 読みやすくなり, 組み立てステップでの評価がはるかに高速になりました. 次のモデルは, これらの新しい改善点を示しています:
- cavity_radiation
- chip_cooling
- heat_sink_surface_radiation
- inline_induction_heater
- light_bulb
- parallel_plates_diffuse_specular_ray_shooting
- parasol
- potcore_inductor
- thermal_annealing
- tpv_cell
- view_factor
- petzval_lens_stop_analysis_with_surface_-_to_-_surface_radiation
フルーエンス率
表面-表面輻射インターフェースでは, フルエンス率を計算する必要があるドメインを選択するために, フルエンス率計算ノードを追加できるようになりました. フルエンス率は, 小さな物体が空洞に置かれた場合の放射線への曝露を示します. 浄水器の紫外線照射量を確認したい場合などに便利です. この新しい機能は, Annular Ultraviolet Reactor, Transparent Water で確認できます.
気象データ: ASHRAE 2021
温度, 湿度, 降水量, 日射量などの環境特性は, 定義 > 共有特性の環境特性ノードから定義できます. ユーザー定義の気象データを追加できるほか, 米国暖房冷凍空調技術者協会 (ASHRAE) が提供するハンドブックの値から, 月ごとおよび時間ごとの平均測定値から周囲変数を計算できます. ASHRAE 2021 ハンドブックの気象データは COMSOL Multiphysics® に統合されており, 世界中の8500を超える気象観測所からの環境データが含まれています.
この新機能は, 次の既存のモデルで表示できます:

粘性散逸の強化された熱壁関数
伝熱乱流設定の非等温流連成では, レイノルズ平均ナビエ・ストークス (RANS) 乱流モデルに新しい熱壁関数設定を使用できます. 利用可能なオプションは2つあります. ほとんどの構成に適した標準と, 境界層での粘性散逸を考慮した壁での高粘性散逸です. これは, 内部の流れが速い場合, 特に狭い経路の場合や流体の粘性が非常に高い場合に, 正確な結果を得るために必要です. 新しいモデル Zero Pressure Gradient 2D Flat Plate は, この新しい機能を強調しています.

U_inf
) を示し, シアンの曲線は x = 0.97 m と x = 1.9 m での速度プロファイルを示します.
相変化材料のためのユーザー定義相転移関数
相変化材料機能では, 材料特性のより正確な記述を可能にするユーザー定義の相転移関数が利用可能です. このオプションを使用すると, 測定データベースまたは材料データベースから正確な相変化の説明を使用できます. Phase Change in a Semi-Infinite Soil Column - Lunardini Solution モデルと次の既存モデルでこの更新を表示します:
- continuous_casting_apparent_heat_capacity
- cooling_solidification_metal
- frozen_inclusion
- isothermal_box
- phase_change
吸湿性多孔質材料の追加機能
モデル定義を簡素化するために, 水分輸送インターフェースによって計算された蒸発率変数がブリンクマン方程式インターフェースによって計算された物質収支で考慮されるように, 水分流れマルチフィジックスカップリングが更新されました. さらに, 開放境界および流入境界条件は, 吸湿性多孔質材料が有効なドメインに隣接する外部境界に適用できるようになりました.
新しいチュートリアルモデル
COMSOL Multiphysics® 6.1 ではいくつかの新しいチュートリアルモデルが伝熱モジュールに追加されました.
軌道熱負荷

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orbit_thermal_ loads
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プレート—フィン熱交換器

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plate_fin_heat_exchanger
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環状紫外線反応器, 光学的に透明な水
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annular_ultraviolet_reactor_optically_transparent_water
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熱連結チュートリアルモデル

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thermal_connection_edges
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thermal_connection_facing_boundary
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thermal_connection_shared_boundaries
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