COMSOL Heat Transfer Module 5.1Mdulo de COMSOL Multiphysics para la simulacin multifsica de campos de temperatura complejos (requiere COMSOL Multiphysics)

Solicitar precioHaga una pregunta del productoFabricante:COMSOL Inc.Productos relacionadosCOMSOL Multiphysics 5.1Consultar precio DESCRIPCIN CARACTERSTICAS SECTORES VERSIONES RECURSOSEl Mdulo de Transferencia de Calor "Heat Transfer Module" aumenta considerablemente las capacidades bsicas de transferencia de calor propias del motor de COMSOL Multiphysics. Una de las mejoras ms importante es una interfaz para el modelado de radiacin superficie a superficie, que es nuevo en COMSOL Multiphysics y slo existe en este mdulo. Adems, las interfaces de modelado que se han creado para transferencia de calor por conduccin, conveccin y radiacin facilitan la definicin de problemas de transferencia de calor complejos. Por ejemplo, el mdulo proporciona interafaces de modelado para transferencia de calor general, transferencia de calor en capas finas y corazas, flujo no isotrmico y transferencia de calor en tejidos vivos. El mdulo tambin implementa todas las capacidades multifsicas de COMSOL Multiphysics, que le permiten acoplar completamente la transferencia de calor con otros fenmenos fsicos, por ejemplo con mecnica de fluidos, mecnica de estructuras o campos electromagnticos.

Un importante componente del mdulo es la Librera de Modelos, que se ha dividido en tres secciones que tratan: gestin trmica en la industria electrnica; procesos trmicos y produccin; tecnologa mdica y bioingeniera. Estos modelos listos para usar que abarcan todos los niveles de complejidad estn completamente documentados con instrucciones paso a paso.La transferencia de calor es un fenmeno que ocurre en prcticamente cualquier tipo de proceso fsico y, de hecho, puede ser un factor limitador determinante para muchos de ellos. Por tanto, su estudio es de vital importancia y la necesidad de potentes herramientas de anlisis de la transferencia de calor es virtualmente universal. Respondiendo a esta necesidad, el Mdulo de Transferencia de Calor de COMSOL Multiphysics aumenta en gran medida las prestaciones ya disponibles en el motor principal de COMSOL Multiphysics.Caractyeristicas.. Radiacin superficie a superficie con el mtodo de Radiosidad Flujo no isotrmico para conveccin libre/natural y expansin trmica Condiciones de contorno de flujo con funciones de tasa de flujo para describir el funcionamiento de ventiladores Transferencia de calor en capas finas y corazas con conductividades bajas y altas Ecuacin del biocalor para interaccin de tejidos con fenmenos que producen calor, como por ejemplo los campos electromagnticos Postprocesado adaptado a procesos de transferencia de calor Condiciones de contorno de transferencia de calor fuera de plano Conductividad trmica anistropa 20 modelos punteros en los campos de la gestin trmica, los procesos trmicos y productivos y la tecnologa mdica y bioingeniera Toda la funcionalidad de COMSOL Multiphysics, junto con toda su potencialidad multifsicaOVEDADESNueva app: sumidero de calor con aletasEsta nueva app incluye la geometra de un sumidero de calor que se parametriza y considera la transferencia de calor conjugada, donde el flujo de fluido se modela utilizando el modelo de turbulencia yPlus algebraico. El modelo puede simular diferentes anchos del sumidero de calor y dimensiones de aletas a velocidades de aire de refrigeracin arbitrarios. Incluso el nmero de sumideros de calor se puede variar.La salida proporciona la potencia de refrigeracin y la cada de la presin media a lo largo del sistema. Mientras ms aletas se aaden ms alta es la potencia de refrigeracin, pero la cada de la presin sobre el sumidero de calor aumenta en conformidad.

Interfaz de la aplicacin que muestra el perfil de velocidad obtenido a travs de los ajustes del usuario.Nueva app: herramienta de dimensionamiento de un intercambiador de calor de tubo concntricoEn esta nueva app de simulacin, un intercambiador de calor hecho con dos tubos concntricos contiene dos dominios de fluido a diferentes temperaturas. La interfaz multifsica de flujo no isotrmico se utiliza para modelar la transferencia de calor en el intercambiador de calor. Esta aplicacin calcula los valores que caracterizan al intercambiador de calor, como la potencia de intercambio, la cada de presin y su efectividad. La estructura de tuberas, propiedades del fluido y las condiciones de contorno son todas personalizables.Definicin de las propiedades de los tubos en la app del intercambiador de calor de tubo concntrico.

Modelos de turbulencia algebraicaLos modelos de turbulencia algebraica yPlus y L-VEL ahora estn disponibles en al mdulo Heat Transfer. Estos modelos de viscosidad mejorados son adecuados para flujos en interior como los que se encuentran en aplicaciones de enfriamiento electrnico. Los modelos de turbulencia algerbraica son menos costosos computacionalmente hablando y ms robustos, pero generalmente menos precisos que los modelos de ecuacin de transporte como el modelo k. Estos modelos de turbulencia estn disponible en la interfaz de flujo de una fase y en las interfaces multifsicas de flujo no isotrmico y transferencia de calor conjugada.Lneas de flujo calculadas utilizando el modelo de turbulencia algebraica yPlus en una unidad de alimentacin (PSU).

Interfaz multifsica de no equilibrio trmico localLa interfaz multifsicaLocal Thermal Non-Equilibrium (LTNE)est diseada para simular transferencia de calor en medios porosos en la escala macro, donde las temperaturas en la matriz porosa y el fluido no estn en equilibrio. Difiere de los modelos macroscpicos para transferencia de calor en medios porosos ms simples donde las diferencias de temperatura entre las fases slida y fluido son despreciables. Las aplicaciones tpicas pueden involucrar calentamiento o enfriamiento rpido de un medio poroso utilizando un fluido caliente, o generacin de calor interna en una de las fases (debido a calentamiento inductivo o de microondas, reacciones exotrmicas, etc.) Este fenmeno se observa en dispositivos nucleares, sistemas electrnicos o celdas completas, por ejemplo.Flujo en medios porosos acoplados o flujo turbulentoLas interfaces de flujo unifsico ahora pueden modelar flujo turbulento en un medio libre que est acoplado a un medio poroso. Se puede activar esta funcionalidad aadiendo un nodo de dominioFluid and Matrix Propertiespara los modelos de turbulenciaAlgebraic yPlusoL-VEL. Estos modelos de turbulencia solo estn disponibles en los mdulos CFD y Heat Transfer, pero todava se pueden acoplar a interfaces de flujo en medios porosos disponibles en otros mdulos.Se puede empezar con una interfaz de flujo en medios porosos y aadir un dominio de flujo libre o empezar con una interfaz de flujo libre y aadir un dominio poroso. La casillaEnable porous media domainsaade la funcionalidadFluid and Matrix Properties. Las ecuaciones de Brinkman se resuelven en los dominios porosos y las ecuaciones de Navier-Stokes con promedio de Reynolds se resuelven en los dominios de flujo libre.Finalmente se han ampliado las capacidades de modelado con el hecho de que se puede aadir el trmino Forchheimer a las ecuaciones para flujo en medios porosos. Esto permite la descripcin de velocidades intersticiales altas (p. ej. altas velocidades en los poros).

Esta figura muestra un filtro poroso, ms lejos del espectador, soportado por una placa slida perforada. Se bombea un flujo a travs del filtro, donde el efecto del filtro poroso y las perforaciones en la placa de soporte sobre el flujo turbulento se tienen en cuenta automticamente en la interfaz de flujo.Acoplamiento de flujo no isotrmico en dominios porososSe ha introducido una funcionalidad deFluid and Matrix Propertiesen la interfaz de flujo monofsico en COMSOL Multiphysics 5.1 en los siguientes mdulos: Batteries and Fuel Cells, CFD, Chemical Reaction Engineering, Corrosion, Electrochemistry, Electrodeposition, Microfluidics y Subsurface Flow.En paralelo, el nodo de acoplamiento multifsico de flujo no isotrmico, que se encuentra en el mdulo Heat Transfer y en el de CFD, tambin se ha actualizado. Ahora puede simular el fenmeno multifsico que requiere el acoplamiento de las funcionalidades de transferencia de calor en medios porosos y el de propiedades de fluido y matriz. Esta prestacin puede utilizarse para modelar flujo no isotrmico en medios porosos, como la conveccin natural que ocurre debido a distribuciones de temperatura variable a travs de una matriz del medio poroso. La disipacin viscosa y el trabajo realizado por las fuerzas de presin tambin se pueden obtener en dominios de medios porosos.Adems, es posible utilizar el nodo de acoplamiento multifsico de flujo no isotrmico para simular flujo turbulento no isotrmico. Esto se realiza utilizando el modelo de turbulencia algebraica en los dominios libre y acoplndolo a flujo en medios porosos sobre la interfaz.Potencia de haz depositadaLa nueva funcionalidadDeposited Beam Powerest disponible en 3D y se utiliza para modelar haces de lser, electrones o iones estrechos, que depositan potencia en una mancha localizada. La interfaz proporciona diferentes opciones para definir las propiedades del haz y el tipo de perfil: gausiano o disco de sombrero de copa. Tambin permite la definicin del punto de origen del haz, su vector de direccin, su espesor y la potencia depositada. Desde estas entradas, la funcionalidad de potencia de haz depositada determina el punto de interseccin con los contornos seleccionados y se aplica una fuente de calor localizada de acuerdo a la funcin de distribucin seleccionada.Efecto MarangoniUna nueva funcionalidad multifsica de contorno acopla las interfaces de flujo monofsico y de transferencia de calor, para modelar el efecto Marangoni inducido por una tensin superficial dependiente de la temperatura. La conveccin Marangoni (o termocapilar) ocurre cuando la tensin superficial de una interfaz (generalmente lquido-aire) depende de la temperatura. Esto es de gran importancia en los campos de la soldadura, crecimiento de cristales y fundicin de metales mediantes haces lser o de electrones.Superficies isotrmicas, direccin de flujo en la superficie (flechas) y lneas de flujo en el fluido inducidas por el efecto Marangoni en un metal lquido calentado por un haz lser.

Ajustes de malla por defecto optimizados para interfaces de transferencia de calorLos ajustes de malla por defecto en todas las interfaces de transferencia de calor utilizan condiciones peridicas y condiciones pares. Cuando se habilitan estas funciones la malla por defecto utiliza una malla idntica en la superficie y en los contornos de destino para minimizar el error numrico inducido por extrapolacin, lo que ocurre cuando las mallas en los dos lados no coinciden. Adems, la sugerencia de automallado controlado por la fsica auotmatiza el mallado para elementos infinitos. La nueva sugerencia de automallado automticamente aplica mallado de barrido (3D) o mapeado (2D) a los dominios con elementos infinitos.Malla por defecto obtenida para dominios de elementos infinitos (elementos en gris) alrededor de un dominio interno con malla arbitraria (elementos en color).

Correlaciones adicionales para coeficientes de transferencia de calorSe han aadido dos correlaciones de coeficientes de transferencia de calor convectiva a la librera de coeficientes de transferencia de calor correspondientes a flujo externo inducido por conveccin natural, alrededor de una esfera o un cilindro horizontal largo. Estos coeficiente de transferencia de calor pueden ser utilizados para reducir los costes de simulacin cuando la configuracin del modelo corresponde a una de estas situaciones. En estos casos, el clculo del flujo y la conveccin de calor en el fluido son reemplazados por una condicin de contorno de flujo de calor en los contornos slidos.Funciones predefinidas para intensidad del cuerpo negro y potencia emisiva del cuerpo negroLas interfaces de transferencia de calor proporcionan dos nuevas funciones,ht.flb(T)yht.feb(T), para evaluar la intensidad del cuerpo negro y la potencia emisiva del cuerpo negro, respectivamente. Para ambas funciones, se tiene en cuenta el ndice de refraccin del medio. Como que estos dos valores se definen como funciones de una temperatura del cuerpo negro, es posible evaluarlas para temperaturas arbitrarias. Por ejemplo,ht.feb(5770[K])devuelve la potencia emisiva a 5770 K, que es una temperatura utilizada para modelar el sol como un cuerpo negro.Soporte mejorado para la funcionalidad de capa delgadaLa funcionalidad e contorno de capa delgada (Thin Layer) se utiliza para modelar estructuras pequeas (particularmente delgadas) que tienen un efecto notable sobre los resultados globales del modelo. A pesar de las pequeas dimensiones de las capas, la temperatura puede variar significativamente dependiendo del grosor de las capas. Esta funcionalidad se ha actualizado para considerar otros fenmenos aparte de la conduccin, como las condiciones de contorno superficie a superficie, dominios isotrmicos o funciones pared trmica.Ecuaciones refactorizadas mostradas en la seccin de ecuacinLa ecuaciones visualizadas en la seccin"Equation"de todas las funcionalidades se ha mejorado para una mejor lectura y consistencia.Ejemplo de una ecuacin actualizada en la funcionalidad de transferencia de calor en fluidos.

Nuevo tutorial: modelado de una sonda dielctrica cnica para diagnosis de cncer de pielSe sabe que la respuesta de una onda milimtrica con frecuencias de 35 GHz y 95 GHz es muy sensible al contenido de agua. Este modelo utiliza una onda de baja potencia de 35 GHz en la banda milimtrica ka y su reflectividad a la humedad para una diagnosis no invasiva del cncer. Como que los tumores de piel contienen mayor humedad que la piel sana, esto lleva a mayores reflexiones en esta banda de frecuencias. Por lo tanto, la sonda detecta anormalidades en trminos de los parmetros S en las localizaciones del tumor. Una gua de ondas circular en el modo dominante y una sonda dielctrica cnica son analizados rpidamente, junto con las caractersticas de radiacin de la sonda, utilizando un modelo axial 2D. Tambin se estudia la variacin de la temperatura de la piel y un anlisis de la fraccin del tejido necrtico.La sonda dielctrica cnica radia la carne humana con el propsito de encontrar cncer a travs de las propiedades de reflexin. Se excita mediante ondas electromagnticas milimtricas procedentes de una gua de ondas. Se muestra el mdulo del campo elctrico en la gua de ondas y en la sonda dielctrica, y la variacin de temperatura en la carne humana.

Nuevo tutorial: evaporacin en medios porosos con una pequea velocidad de evaporacinLa evaporacin en medios porosos es un proceso importante en las industrias alimenticias y del papel, entre otras. Pueden considerarse muchos efectos fsicos: flujo de fluido, transferencia de calor y transporte de los fluidos participantes. Este modelo tutorial describe el flujo de aire laminar a travs de un medio poroso hmedo. El aire es seco en la entrada y su contenido de humedad aumenta a medida que el flujo del aire fluye a travs del medio poroso. La velocidad de evaporacin es suficientemente pequea para despreciar los cambios de propiedades inducidas en el medio poroso.Tutorial actualizado: termoEsta app calcula cuando calor disipa en un tiempo un termo que contiene un fluido caliente. Incluye la funcionalidad recientemente incluida de dominio isotrmico para monitorizar la temperatura.Decrecimiento de la temperatura del caf (izquierda) y el perfil de la temperatura final (derecha) en un termo despus de 10 horas.

Tutorial actualizado: enfriamiento de una caja de electrnicaEsta aplicacin utiliza el nuevo modelo de turbulencia algebraica yPlus para modelar el flujo. De este modo se puede modelar flujo en el dispositivo de forma ms rpida, donde el mallado y los ajustes del resolvedor se han simplificado, lo que tambin hace que el modelo se configure ms rpidamente. La aplicacin resuelve 1.1 MDOF y require unos 6 GB de memoria para ser resuelto.

FEMAP TMG Thermalintegrado enes un potente programa de transferencia de calor que utiliza una avanzada tecnologa de diferencias finitas mediante volmenes de control que facilita la modelizacin exacta de procesos no lineales de transmisin de calor incluyendo conduccin, radiacin, conveccin libre y forzada, flujo en conductos y cambios de fase.

FEMAP TMG Thermalincluye capacidades de simulacin trmicas para resolver problemas en rgimen permanente y/o transitorio con conduccin, conveccin, radiacin y cambios de fase, as como una potente herramienta para manejar ensamblajes llamadaThermal Couplingque permite acoplar flujos de calor entre piezas de un ensamblaje.Los modelos de geometra compleja con mallado desestructurado ofrecen la mxima flexibilidad. Permiten emplear cualquier combinacin de elementos 3-D, 2-D y 1-D soportando cualquier mallado y tamao de elemento, incluso elementos axisimtricos. Las propiedades de materiales slidos pueden ser isotrpicas o anisotrpicas, y pueden variar con la temperatura y otras condiciones. Las propiedades de los fluidos pueden variar con la presin y la temperatura. La conduction se modeliza mediante trminos de conductancia lineales calculados mediante el mtodo de volmenes de control que usa una funcin de temperatura en el elemento restringida a los puntos de clculo en el contorno y en el centro geomtrico. Tambin se ofrece el mtodo del centro del elemento basado en las leyes de Fourier con reduccin lineal.Capacidades de Anlisis:Rgimen permanente (lineal y no lineal).

Rgimen transitorio (lineal y no lineal).

Propiedades trmicas del material no lineales.

Modelos axisimtricos.

Problemas de simetra cclica.

Solver iterativo conjugado PCG (Pre-conditioned conjugated gradiente solver)

Anlisis de transmisin de calor perfectamente acoplado con conduccin, radiacin y conveccin.

Acoplamiento Trmico entre piezas de Ensamblajes:Acoplamiento trmico entre caras y aristas con mallas distintas y disjuntas.

Contacto superficie-a-superficie, curva-a-curva y curva-a-superficie entre piezas para aplicar conductancia, resistencia o el coeficiente de transferencia de calor de forma constante o funcin del tiempo o temperatura.

Intercambio de calor por radiacin entre caras disjuntas de una misma pieza.

Aplicacin de Cargas y Condiciones de Contorno:Todas las cargas aplicadas pueden ser controladas por termostatos.

Cargas constantes y funcin del tiempo:

Cargas de calor.

Flujo de calor.

Generacin de calor.

Condiciones de Contorno de Temperatura:

Temperatura constante en rgimen permanente o transitorio.

Variable con el tiempo en rgimen transitorio y en anlisis no lineal permanente.

Controles de temperatura mediante termostatos.

Transferencia de Calor por Conduccin:

Manejo de grandes modelos (esquema eficiente de manejo de memoria).

Calor especfico y conductividad funcin de la temperatura.

Conductividad ortotrpica.

Formacin de calor a la temperatura de cambio de fase.

Transferencia de Calor por Conveccin:

Coeficiente de transferencia de calor constante o variable con el tiempo y temperatura.

Funciones del gradiente de temperatura no lineales y paramtricas.

Transferencia de Calor por Radiacin:

Emisividad constante o variable con la temperatura.

Mltiples recintos de radiacin.

Clculo del factor de vista difuso con sombras.

Clculo del factor de vista neto.

Esquema adptativo para la optimizacin de la suma del factor de vista.

Clculo del factor de vista segn Hemicube usando harware de tarjetas grficas.

Generacin del camino de radiacin para consensar modelos de radiacin con grandes elementos.

Parmetros y controles de la matriz de radiacin.

Condiciones iniciales:

Temperaturas iniciales en rgimen permanente y transitorio.

Temperaturas iniciales desde una solucin previa, desde fichero.

Capacidades del Solver:

Reinicio

Criterios de convergencia cclica

Acceso directo a los parmetros del solver

Factores de relajacin y criterios de convergencia del solver

Monitor de convergencia de la solucin mediante curvas y listado de resultados intermedios.

Postprocesado de Resultados en FEMAP:Temperaturas.

Gradientes de temperatura.

Flujos y carga total.

Fujo conductivo.

Flujo radiactivo.

Coeficientes de conveccin.

Valores residuales.

Suma del factor de vista.

Generacin de informe de resultados

Resumen de resultados en formato EXCEL.

Clculo de flujo de calor entre grupos de elementos.

Mapas de calor.

Mapas de temperaturas para importar como cargas en NX Nastran.

HEXTRAN - Transferencia de calor schneiderEl software de simulacin de la transferencia de calor HEXTRAN ofrece funciones que le permiten evaluar con facilidad diseos complejos y situaciones operativas y de modernizacin.HEXTRAN, potenciado por el entorno de modelado comn SIM4ME, es la tecnologa central de transferencia de calor para los productos SimSci. HEXTRAN tiene una interfaz grfica de usuario basada en Java con un sistema de ayuda HTML que posibilita la produccin de hojas de datos estndar del intercambiador TEMA en formatos HTML y Excel. Adems ofrece resultados de grficos y pantallas superiores de procesamiento posterior a partir de una red de orientacin, curvas de grandes compuestos y ejercicios de anlisis de zonas.HEXTRAN brinda nuevas eficiencias en todos los tipos de trabajos de anlisis operacional y de diseo, tal como diseos de redes e intercambiador individual, anlisis de puntos crticos, anlisis de la zona del intercambiador, flujo dividido, optimizaciones del ciclo de limpieza y pago de rea.Beneficios principales Proceso mejorado de transferencia del calor, calidad y produccin del producto Mayor eficiencia energtica y reducidos costos operacionales Produccin y flexibilidad mejorada de la planta Cronograma mejorado de limpieza para los intercambiadores Uso y seleccin ptima de antisuciedad Reformas y diseos mejorados del procesoCapacidades principales Posibilita el diseo de sistemas de trasferencia del calor simples y complejos, lo que resulta en procesos flexibles y rentables Permite la retroalimentacin de los equipos actuales y la reforma de las redes de los intercambiadores de calor para producir un rendimiento ptimo Posibilita la identificacin de incentivos de limpieza y la prediccin de rendimiento futuro