COMSOL-热传导.ppt

上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 利用利用COMSOL模拟刹车碟片热分布问题模拟刹车碟片热分布问题问题描述问题描述1.8吨重的汽车以90km/h运行，使用刹车碟片将汽车速度在2 s内减速到18km/h，之后松开碟片，汽车自由滑行，在8 s后停止。问题：此过程中刹车碟片是热量如何分布的？最高温度是否超出了碟片的允许温度？在碟片松开后温度如何变化的？本例子模型如图所示：上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 求解过程求解过程1、启动COMSOL2、选择分析问题3、创建几何模型4、划分网格5、设定边界条件6、求解7、后处理上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 启动启动COMSOL通过桌面快捷方式或者启动菜单打开COMSOL软件上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 选择问题选择问题在Space dimension列表中选择3D在左侧列表中选择Heat Transfer ModuleGeneral Heat TransferTransient analysis点击OK上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 设置常量设置常量通过菜单OptionConstants在常量设置窗口中name和Expression中输入如下数据，点击OK按钮关闭常量设置窗口。上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 设置纯标量设置纯标量通过菜单OptionExpressionsScalar Expressions在常量设置窗口中name和Expression中输入如下数据，点击OK按钮关闭常量设置窗口。上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 创建几何模型创建几何模型在左侧Draw工具栏中点击Cylinder按钮，输入如下参数绘制两个圆柱体，完成后点击OK点击主工具栏的Zoom Extents按钮进行缩放上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 添加绘图平面添加绘图平面通过菜单Draw Work Plane Settings，在z后的方框中输入0.013，点击OK上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 设置坐标及栅格参数设置坐标及栅格参数通过菜单Options Axes/Grid Settings 将Axis和Grid标签里Auto前面的钩号去处，分别输入如下参数：上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 绘制草图绘制草图点击左侧工具栏的3rd Degree Bzier Curve按钮，通过如下控制点参数绘制摩擦片轮廓图：通过菜单Draw Object Properties，对曲线两个顶点进行设置：通过菜单Draw Extrude，在Distance中输入0.0065，点击OK上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 设置后处理变量设置后处理变量通过菜单Options Integration Coupling VariablesBoundary Variables，在Name中输入Dis_heat和Prod_heat；在左侧栏目选择各个边，将Expression设置如下：上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 网格划分网格划分1 通过菜单Mesh Free Mesh Parameters；2 点击Boundary标签，选择4号面，在Maximum element size中输入10e-3，选择11号面，在Maximum element size中输入5e-3；3 点击Advanced标签，在z-direction scale factor中输入2，点击Remesh，点击OK关闭窗口。上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 设定边界条件设定边界条件1 通过菜单Physics Subdomain Settings；2 选择所有的区域，点击Init标签，在Temperature中输入T_air；3 点击Conduction标签，输入如下设置：4 选择区域1和2，点击Convection标签，钩选Enable convective heat transfer，在u中输入-y*w，在v中输入x*w；5 选择区域1，点击Artificial Diffusion按钮，钩选Streamline diffusion，点击OK；6 点击OK关闭区域设置窗口。上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 1 通过菜单Physics Boundary Settings；2 钩选Interior boundaries，输入如下参数设置边界条件：设定边界条件设定边界条件上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 添加应用模式添加应用模式1 通过菜单Multiphysics Model Navigator；2 选择COMSOL MultiphysicsPDE ModesWeak Form, PointTime-dependent analysis；3 在Dependent Variables中输入uP uD，点击Add，OK；4 通过菜单Physics Point Settings，选择所有点，去处Active in this domain前面的钩号；5 选择1号点，钩选Active in this domain；6 输入如下参数进行设置：上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 求解器设定求解器设定1 通过菜单Solve Solver Parameters，在Times中输入0:0.2:3 4:10；2 在Linear system solver列表中选择Direct (UMFPACK)，点击OK关闭窗口；3 点击主工具栏的=进行求解。上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 结果显示结果显示1 通过菜单Postprocessing Plot Parameters，点击 General标签，去处Slice前的钩号，钩选Boundary ；2 点击Animate标签，点击Start Animation按钮；3 点击General标签，在Solution at time列表中选择1.8，点击OK上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 结果显示结果显示1 通过菜单Postprocessing Cross-Section Plot Parameters；2 点击General标签，在Solutions to use中选择 0到2.4；3 点击Line/Extrusion标签，在Plot type中选择Extrusion plot；4 在x-axis data的下拉列表中选择y；5 在Cross-section line data中输入如下参数，点击OK：上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 结果显示结果显示1 通过菜单Postprocessing Domain Plot Parameters，点击 General标签， 在Plot type中选择Point plot，钩选Keep current plot；2 点击Title/Axis， 在First axis label中输入Time s，在Second axis label中输入log(Q_tot)J，点击OK；3 点击Point标签，选择1号点，在Expression中输入log10(uP+1)，点击Apply；4 在Expression中输入log10(uD+1)；5 点击Line Settings按钮，在Line style列表中选择Dashed line，点击OK。上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 上海市徐汇区凯旋路上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦号华苑大厦2号楼号楼11层层A座座 (200030)(200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 www.CnT 中仿信息科技有限公司是专业从事工程仿真分析软件和咨询服务的提供商，业务包括项目咨询和专业软件的集成和实施等。公司自成立至今，已为国内外数百家企业、高校及科研院所提供专业软件系统及项目咨询等服务，服务领域涉及教学科研、机械工业、土木工程、生物医学、航空航天、材料科学、化学化工、冶金科学、汽车工业、电子电器、虚拟仪器等众多行业。 中仿科技和国内外众多信息化企业有着长期的紧密合作关系，我们已成为瑞典COMSOL、美国 ALGOR、加拿大GEO-SLOPE、英国Thermotech、美国XYZ等世界著名软件公司在华的核心合作伙伴。公司将坚持不懈，及时为国内外客户提供全球最前沿最顶端的科技服务。 中仿科技拥有一支优秀的技术团队，公司90%以上的员工均具有某一行业的专业背景，80%以上的技术支持拥有硕士或博士学位。我们将竭诚为客户提供专业的工程解决方案和高质量的专业工程应用服务，帮助客户优化产品设计流程、降低开发成本，从而提高产品质量，保持竞争优势。 中仿科技将始终怀着谦虚、诚实、敬业的态度，秉承关注客户需求、提升客户价值的核心理念，始终遵循 客户满意为止的服务准则，真诚地为客户排忧解难、出谋划策、提供专业的技术应用服务，力争成为仿真技术行业的典范！ 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