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comsol 热传导 评分

comsol热传导模块,简单介绍了comsol整个模块的创建计算过程
页码 (-oVv)n=K(V-v 其屮表示指向外的法向矢量,K等于薄膜的电导率(S/m),表示大地电势(0V 所有其它别的边界都设置成电绝缘边界条件,用以下等式来描述: (-Vv)·n=0 薄膜表面以及焊点连接处的热量平衡边界条件都设置为绝缘,如下方程式描述 (-krV1)n=0 可以将所有其它表面视为和冑国空气接触,并被表面和环境之间的热对流所冷却,使用下述方程进行描述: (一VT)·n=h(T-Tnm1) 其中表小热交换系数W/m2K) COMSOL Multiphysics材料库中具有铜和Sn-Pb焊锡合金的相关材料属性参数」 结果计论 图2-2显示在薄膜的夕表面和焊点之间有1m∨的电势差时整个结构中的电势分布情况ε正如预期,热损耗 将主要集中在狭窄的两条腿中 dv(10)=0.001 Boundary: Electric potential [v] Max: 1.00e 1e3 09 08 -5 07 06 x le 05 0,5 04 03 Min: 218e-4 图装置表面的电势分布情祝 囹2-3昰示了在总电流载荷大约为1.1A的情况下装置中的温度分布情况,环境温度设定为343K 页码 dv(4)=4e-4 Boundary: Temperature [K] Max:35606 356.062 x13 05 356.062 点 356.062 356.061 356.061 0.5 356061 356.061 Min:356061 图装置中的湿度分布 dv(7)=e-4 Boundary: Temperature [K] MaX:381307 381307 x 1e-3 05 381306 05 381306 381305 381305 x( 381304 05 381.3041 381.303 Mi;381,303 图在电流为的的湿度分布图 可以发现,由丁铜和焊锡合佥的高热导率系数,装置中的温度场分布几乎是一致的。但是,装置的温度要比 环境温度人约高13K。 温度随装置中的电势差成指数增长。图2-5显示温度是装置中的电势的墜数。在总电势为0.4mV情况下, 装置中的电流为1.1A。图2-6比较∫两种情况。 页码 ot curr 2.2 2 18 1,5 1.4 1,2 08 06 04 10.2304050.60.708091 x10 图装置中流度和电势差之间的关系线 Temperature [K 420 41 10 390 370 360 350 1023 140.50.60.70809 x10 图装置中总电流密度电势差的交化趋势 在 中建模 卜述建模过程使用了预先建立好的模型接口(在 COMSOL Multiphysics中称为应用模式),因电流和热量 平衡相互作用的多物理场模式。另外,在本模型中也包含可选的采用装置中的电势差作为参数变量,选择参 数求解器进行求解。 该模型在 COMSOL Multiphysic℃s模型库卬可以找到现成的MPH文件。可以从模型导航视窗下的模型库标签 屮打开所有的模型实例文件。下列路径提供了该樸型实例所在的文件路径: 页码 模型库路径 用图形用户界面建模 建模过程由七个主要步骤组成: 选择一个冾当的应用模式,即从应用模式列表中选择一个以用来描述这种类型问题的模式。在该实例 中,所需的应用模式—可以冇模型导航视窗中选定—可以模拟一个电流平衡和由导体的欧姆热引起的热 平衡之间的耦合关系。 定义常数以及其它的模型模拟所需的数据。在该步骤中,也可以输入其它的一些设置,这些设置和建模 环境密相关,例如,绘图区域的尺寸以及网格。主要在选项菜咩下来设置这些参数。 使用绘图菜单来绘制几何模型 设定属性以及发生在模型中的眢种物理坝象(使用求解域设定对话框)以及装置如何和其周圄环境进♂ 交互作用(使用边界设定对话框)。这两个对话框都在物理量菜单下 建立网格,在网格菜单下控制网格的尺寸和质量。 在求解器参数对话框中配置求解参数,可以在求解菜单下打开该对话框。在该实例中,选择静态求解 器 评估仿真结果。在后处理菜单中给出了大量的评估方式 除了上述步骤之外,也可以查看关于参数求解器的指南。 现在可以开始建模过程了 模型导航视窗 双击桌面的 COMSOL Multiphysics图标打开模型导航视窗 进入新建贞血,在空间维度列表中选择 双击 打开目录。 双击电热交互耦合目录。 在应用模式列表中,选择 电热交互耦合焦耳热(见下图) 页码 Medel navi Nen Model Lbr ay use Modes open Bettrgs CaL陆ehs L 丰 Conection and Dffusion th Electromagnetics 主 FLd Dmard 山H重世 strummeR小hkcs th DE Modes Cptimitaion and sensitivTy T Defamed Mesh a Elactro-Themal Interacton A pecf nee comben ef appkwon nodes er Joule hesing resistive heatng 实 FLid-Therma Interation Comb r Conde Meds DC ath he驶 H制a tectrothermd md cations suh as boule Dependent variates Tw pkm翻融被 aganoequadrate aichi 单击设置标签。在单位系统列表中,确定SⅠ被选中 单击确定。 选项设置 现冇开妒定义一些常薮作为输入数据 从选项菜单下,选择常数。 在打开的常数对话框屮定义参考温度。在名称列下输入;在表达式列屮输入 其屮 定义了单位,在该模型中定义为开尔文温度;在描述列中,输入 名称列定乂了常数的名称,在模型的其它位置你可以使用名称来调用该常欻;表达式列计算常数值;描 述包含为该常数设置的解释。所有的常数都可以是其它常数的函数,因此表达式列并不总是数值列。数 值列中的数据按照给定的基础单位系统来定义单位。例如,如果定义參考温度使用摄氏温度 或者华氏温度 则在数值列中将会显示 因为在SI系统中的温度基本单 位是开尔文。 进入第二行。在名称列中输入;在表达式列中输入 ;在描述列中输入 銖续输入下列常数 名称;表达式 描述 名称;表达式 ;描述 名称;表达式 描述 常数设置完成后,将会如下图所示: 页码 s9 Constants Name Expresson Desorption 2715 Reference temperature IT+71 B4315 Devce temperature ov Helo(sm-21 leic[s/m1 Fim conductance CanEel 单击确定 几何模型 现在冇2D工作平面内建立模型几何投影图,然后拉伸旋转该2D图为3D对象。如果你想直接载入几何图 形,并直接从物理设置开始,可以跳过该步骤并开始59页的物理设定 使用快速页面定义一个作7面 从绘图菜单下,选择工作平面设定 进入快速页面,然后选择选项框。 单击应用按钮查看坐标系统,在平面中使用。 单击确定。 为了绘制几何图形,必须设置绘图区域的尺寸。返回选项菜单设置该选项。 设置和线和格点线 从选项菜单下,选择轴格点设定。 根据下图设置和轴的最大最小值。为了输入这些数据,单击编辑框并输入相对应的数倌。 Aris Pid K mnt -.se-3 板:1,4—3 ymin:Fle3 ymm leJ [cmA牌 单击格点标签,然后清除掉自动选项。 根据卜图设置间格,间格,特别,特别。 页码 Aues/Grid Settings 肉团物的L由 *"yoid 印rL些号 E圈95e Extra n 3544 a CacedEAachhek 单击确定 绘别泉 现在要开始绘制装置的一条膏的横截面,该臂将装置和电路板链接在一起。充分使用绘图工具栏的扩展功 能,即在绘图区域左边的竖条工具栏(查看下图)。为了找到合适的按钮,将光标置于任意的按钮上面(不 要单击)然后按钮的名字将会自动出现。如果不知道按钮的名字,则参考说明,猜测一下,并将光标移动到 该图标上,査看是否为所需的按钮,直到找到正确的按钮。 单击绘图工具栏中的线按钮 在绘图区域,单击点(-8.10,-410)和点(-410,-4·10)建立第一条直线;在给定坐标的 位置单击鼠标左键。由于已绎正确的设置了格点线, COMSOL Multiphysics将会在你在需要的位置附近 单击鼠标时,会自动选中最近的格点。随后,如果需要,可以通过双击状态工具栏中的格点按钮(即图 形交互界面最下端的水平横条)。 注意可以任意移动光标,同时在 COMSOL Multiphysics窗口的左下角查看坐标值。 单击绘图工具栏中的二次贝氏曲线按钮(包含圆弧)。 建立第一条圆弧。在绘图区域,单击4标点(0,-410)和(0,0)。 继续使用二次贝氏曲线按钮,然后单击坐标点(0,210)和(210,2·10) 再次单击绘图工具栏中的线按钮。 单击坐标对(8·10,210),(8·10,4·10),和(210,4·10)。 再次单击绘图|具栏中的二次贝氏曲线按钮 单击坐标点(-210,4·10)(-2·10,0),(-2·10,-2·10),和(-4·10,-2·10)。 单击绘图工具栏中的线按钮。 单击坐标点(-8:10,-210) 为了建立一个实体模型,标签为CO1,单击鼠标右键(查看如下图所示)。 页码 函日正的点血出a=日片中区日白中雪 带,HGD 图框 2b4 rs 冉次单击绘图工具栏中的二次贝氏曲线按钮 单击坐烁点(-810,-2·10),(-910,-210),(-910,-3·10),(-910 3.510),(-9.5·10,-3.510),(-1.0·10,-3.5·10),和(-1.0·10,-4·10) 单击绘图具栏中的线。 单击坐标点(-8·10,-4·10) 单击鼠标右键建立第二个复合体,标记为CO2。 日正:电酯△么出→日=日谭日即出如如日白如置 -EH 中心 HH 长气帮有 m利店mmn 在编辑菜单下,选择仝选

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