- Radial Đặt giá trị của thành phần lực theo hướng kính.
Tiến hành phân tích nhiệt
1. Tạo một nghiên cứu nhiệt. Right-click biểu tượng trên cùng của COSMOSWorks Manager và chọn
Study để truy cập hộp thoại Study. Xác định các thuộc tính của nghiên cứu và chọn kiểu nghiên cứu
(tức thời hoặc cân bằng), tương tác với COSMOSFloWorks và giải thuật.
2. Xác định vật liệu cho từng solid và shell. Để xác định một vật liệu cho từng solid hoặc shell, right-click biểu tượng của nó và chọn Define/Edit Material. Bạn phải xác định hệ số dẫn nhiệt (KX) cho các nghiên cứu cân bằng nhiệt. Khối lượng riêng (DENS) nhiệt dung riêng (C) cũng có thể cần cho các nghiên cứu nhiệt tức thời. Xác định các thuộc tính phụ thuộc nhiệt độ nếu thích hợp.
3. Xác định các nhiệt tải và ràng buộc. Bạn có thể xác định các nhiệt độ, sự đối lưu, dòng nhiệt, công suất nhiệt và bức xạ. Với các nghiên cứu tức thời, bạn cần xác định các nhiệt tải và ràng buộc như là hàm của thời gian.
Lu ý: Bạn có thể ấn định nhiệt độ cho các bề mặt, các cạnh và các đỉnh, xác định nhiệt năng như dòng nhiệt hoặc công suất nhiệt. Đối lưu và bức xạ được dùng như những điều kiện biên. Khi xác định sự đối lưu, bạn cần nhập hệ số đối lưu và nhiệt độ biên của chất lỏng hoặc khí. Tương tự, với bức xạ, bạn cũng cần xác định hệ số phát xạ và nhiệt độ môi trường. Hằng số Stefan-Boltzmann sẽ được COSMOSWorks tự động tính toán.
4. Với các nghiên cứu nhiệt tức thời, bạn có thể thiết lập một bộ ổn định nhiệt độ.
5. Với các tổ hợp hoặc mô hình đa khối, hãy đảm bảo rằng đã xác định các điều kiện tiếp xúc thích hợp. Các điều kiện tiếp xúc này sẽ tác động đến dòng nhiệt đi qua các diện tích tiếp xúc. Bạn có thể xác định nhiệt trở tiếp xúc giữa các bề mặt tiếp xúc.
6. Tạo lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu. Trước khi chạy nghiên cứu, bạn có thể dùng các tùy chọn kết quả để yêu cầu tự động tạo ra các biểu đồ.
Lu ý: Nếu bạn chạy một nghiên cứu trước khi tạo lưới cho mô hình, chương trình sẽ tự động tạo lưới trước khi chạy nghiên cứu. Bạn cũng có thể yêu cầu chạy nghiên cứu bằng cách kiểm Run analysis after meshing trong bảng thuộc tính tạo lưới.
7. Xem các kết quả:
• Để thấy biểu đồ trong thư mục Thermal, double-click biểu tượng của nó.
• Với các nghiên cứu tức thời, bạn có thể tạo biểu đồ nhiệt độ tại các vị trí được chọn trong hộp thoại Probe.
• Dể tạo báo cáo, right-click thư mục Report và chọn Define. Bạn có thể tạo biểu đồ nhiệt độ, gradient nhiệt độ và dòng nhiệt.
Các kiểu phân tích trao đổi nhiệt
Có hai kiểu phân tích trao đổi nhiệt dựa trên sự quan tâm vào yếu tố thời gian.
• Phân tích trạng thái ổn định nhiệt. Trong kiểu phân tích này, ta chỉ quan tâm các điều kiện
nhiệt của vật thể khi đạt tới trạng thái cân bằng nhiệt mà không quan tâm tới thời gian để đạt được trạng thái này. Tại trạng thái cân bằng nhiệt, nhiệt lượng đi vào mỗi điểm trên mô hình đúng bằng nhiệt bằng nhiệt lượng đi ra khỏi nó. Nói chung, chỉ cần thuộc tính vật liệu, vốn cần cho các phân tích cần bằng nhiệt, là độ dẫn nhiệt.
• Phân tích nhiệt tức thời. Trong kiểu nghiên cứu này, ta muốn biết các trạng thái nhiệt của mô
hình với tư cách là hàm của thời gian. Ví dụ, người thiết kế phích nước nóng biết rằng nhiệt độ nước trong phích cuối cùng rồi cũng sẽ bằng nhiệt độ trong phòng (trạng thái cân bằng), nhưng anh hoặc chị ta còn muốn biết nhiệt độ nước trong phích như là hàm của thời gian (sẽ thay đổi như thế nào theo thời gian). Khi xác định các thuộc tính vật liệu cho nghiên cứu nhiệt tức thời, bạn cần xác định hệ số dẫn nhiệt. Ngoài ra, bạn còn cần xác định các nhiệt độ ban đầu, Khoảng thời gian cần tính toán và gia số (bước) thời gian.
Với các nghiên cứu tức thời này, bạn có thể kết hợp các điều kiện về dòng nhiệt và công suất cùng với bộ ổn nhiệt đã xác định trong một khoảng nhiệt độ tại vị trí xác định. Với từng bước thời gian, chương trình sẽ tắt hoặc bật các điều kiện công suất và dòng nhiệt trên cơ sở nhiệt độ tại vị trí của bộ cảm biến.
Bộ ổn định nhiệt
Với các nghiên cứu nhiệt tức thời, tất cả các công suất và dòng nhiệt ấn định có thể được kiểm soát bởi một cơ cấu ổn định nhiệt được xác định bởi một phạm vi nhiệt độ tại một điểm. Với mỗi bước giải, trạng thái các điều kiện công suất và dòng nhiệt (tắt/bật) sẽ được quyết định dựa trên nhiệt độ tại điểm này được tính tại bước giải trước. Bạn có thể dùng nhiều bộ cảm biến trong một nghiên cứu.
Nếu giá trị của công suất nhiệt hoặc dòng nhiệt là dương, thiết bị sẽ hoạt động như là bộ đun nóng và sẽ được bật trong bước tiếp theo nếu nhiệt độ của cảm biến bằng hoặc thấp hơn nhiệt độ giới hạn dưới và ngược lại.
Nếu giá trị của công suất nhiệt hoặc dòng nhiệt là âm, thiết bị sẽ hoạt động như là bộ làm lạnh và sẽ được bật trong bước tiếp theo nếu nhiệt độ của cảm biến bằng hoặc cao hơn nhiệt độ giới hạn trên và ngược lại.
Nếu bộ ổn định nhiệt hoạt động bình thường, biểu đồ nhiệt độ theo thời gian tại vị trí cảm biến sẽ giao động như hình minh họa dưới, với điều kiện là bước giải được dùng phải thích hợp. Nếu nhiệt độ giao động vượt quá phạm vi cho phép, hãy sửa đổi thuộc tính của nghiên cứu để dùng một bước thời gian nhỏ hơn và chạy nghiên cứu lại.
Nếu nhiệt độ của điểm đặt cảm biến chỉ ở trong hoặc ngoài phạm vi ấn định (các đường 1 và 2), thì cảm biến này đã không giữ vai trò kiểm soát nguồn nhiệt. Trong trường hợp đó, hãy thay đổi nguồn nhiệt, các tải nhiệt và ràng buộc khác hoặc vị trí của cảm biến.
Nếu nhiệt độ tại vị trí cảm biến chỉ ở một bên của các biên nhiệt độ với độ dốc nhưng không cắt qua (các đường 3 và 4), hãy tăng thời gian và chạy nghiên cứu lại.
Các kết quả phân tích nhiệt
Theo mặc định, các hướng X, Y và Z xác định theo hệ tọa độ chung. Nếu bạn chọn một đối tượng tham chiếu, những hướng này sẽ theo đối tượng tham chiếu được chọn.
Một thư mục Thermal được tạo trong COSMOSWorks Manager sau khi chạy phân tích thành công. Thư mục này cho phép bạn tạo các biểu đồ nhiệt độ, gradient nhiệt độ và dòng nhiệt.
• TEMP = Nhiệt độ
• GRADX = Gradient nhiệt độ theo phương X của đối tượng tham chiếu được chọn
• GRADY = Gradient nhiệt độ theo phương Y của đối tượng tham chiếu được chọn
• GRADZ = Gradient nhiệt độ theo phương Z của đối tượng tham chiếu được chọn
• GRADN = Gradient nhiệt độ tổng hợp
• HFLUXY = Dòng nhiệt theo X của đối tượng tham chiếu được chọn
• HFLUXZ = Dòng nhiệt theo X của đối tượng tham chiếu được chọn
• HFLUXN = Dòng nhiệt tổng hợp
Ở đây:
GRADN = [(GRADX)^2 + (GRADY)^2 + (GRADZ)^2]^(1/2) HFLUXN = [(HFLUXX)^2 + (HFLUXY)^2 + (HFLUXZ)^2]^(1/2)