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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 6.3 では, 多孔質媒体内の水分輸送の非平衡定式化, 軌道熱負荷をシミュレートするためのユーザー定義の軌道機能, 熱伝達解析における材料特性の均質化法などの新機能が導入されています. これらの更新の詳細については, 以下をご覧ください.

多孔質媒体内の水分輸送

多孔質媒体内の水分輸送の非平衡定式化を使用して, 相対湿度と液体水飽和の両方を解くことができるようになり, 平衡仮定を超えてモデリングの適用範囲が拡張されました. この新しい機能は, 吸湿性多孔質媒体機能で利用できます.

モデルウィザードでは, 2つの新しい水分輸送インターフェースが利用できます. 最初のインターフェースである多孔質媒体内の非平衡水分輸送は, 気液平衡を仮定せずに多孔質媒体内の相対湿度と液体水飽和の両方を計算します. 2番目のインターフェースである自由および多孔質媒体内の水分輸送は, 複数の共存媒体を含むモデルの設定を簡素化するためにパラメーター化されています. 新しい多孔質インターフェース機能では, インターフェースでの蒸発など, さまざまな媒体間の柔軟なモデリングも提供されます. 新しい過熱蒸気乾燥チュートリアルモデルでは, 自由および多孔質媒体の水分輸送インターフェースと多孔質インターフェース機能が紹介されています.

COMSOL Multiphysics ユーザインターフェースには, モデルビルダーが表示され, 吸湿性多孔質媒体ノードが強調表示され, 対応する設定ウィンドウとグラフィックスウィンドウに木片モデルが表示されています.
新しい非平衡定式が選択された吸湿性多孔質媒体機能の設定.

軌道熱負荷のユーザー定義軌道

軌道熱負荷インターフェースでは, 新しいオプションにより, ユーザーが宇宙船の位置を自由に定義して, 移行軌道中の輻射熱伝達のモデル化と解析を行うことができます. この柔軟性により, さまざまな軌道経路の範囲全体にわたって宇宙船の熱負荷をシミュレートする際の精度が向上します. 新しい移行軌道チュートリアルモデルは, この機能を実証し, 低地球軌道から静止軌道への移行をシミュレートします.

熱伝達のための材料特性の均質化

熱伝達インターフェースの新しいセル周期性機能は, 不均質材料の有効な材料特性を推定します. 繰り返し単位セル (RUC) または代表体積要素 (RVE) の概念を使用して, この機能は, 周期的またはその他の構造化材料の等価熱伝導テンソル, 定圧での熱容量, および密度を計算します. この機能は, 不均質材料の熱伝達特性をモデル化および解析するための効率的な方法を提供します. これは, 周期的微細構造の等価特性繊維複合材料の熱特性の均質化のチュートリアルモデルで確認できます.

COMSOL Multiphysics ユーザインターフェースには, モデルビルダーが表示され, セル周期性ノードが強調表示され, 対応する設定ウィンドウとグラフィックスウィンドウに微細構造モデルが表示されています.
新しいセル周期性機能の設定.

熱輻射のパフォーマンス向上

透明媒体の場合, Hemicube アルゴリズムで新しい適応解像度粗化オプションを使用できます. このオプションは, 同様の輻射レベルのピクセルを結合することで解像度を適応的に粗くし, モデルの解析に必要なメモリを削減します.


レイシューティング輻射射法で, 新しい鏡面反射機能がサポートされるようになりました. この機能により, 純粋な鏡面反射で境界をモデリングする場合に最適化とパフォーマンスの向上が実現します. 外部輻射源の寄与を計算するための前方光線追跡アプローチも利用可能で, 複数の反射の精度が向上します. 輻射 (関与媒体) および 輻射 (吸収-散乱媒体) インターフェースでは, 専用の安定化機能を備えた代替ソルバーが導入され, 多数の方向がある場合に効率性を高めながら, デフォルトのソルバーと同様のメモリ使用量を維持しています.

4つの棒グラフ. それぞれ, デフォルトソルバーと代替ソルバーの計算時間を比較しています.
デフォルトソルバーと代替ソルバーを使用した場合の, 方向数が多いさまざまなモデルの計算時間のパーセンテージ差.

対称機能は, 離散座標法 (DOM) を使用した輻射 (関与媒体) および 輻射 (吸収-散乱媒体) インターフェースでも利用できるようになりました. この方法では, この機能はコンポーネントの軸に揃った平坦な境界に制限されます.

これらの改善点は, 次のチュートリアルモデルで確認できます:

新しいチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics® バージョン 6.3 では, 伝熱モジュールに次の新しいチュートリアルモデルが追加されました.