Термічний аналіз обчислює провідність енергії в геометрії.

Метод теплообміну термічного аналізу

Провідність можна математично визначити як:

Де

• Q = Тепловий потік
• k = теплопровідність, яка вводиться як постійна властивість матеріалу
• A = площа поперечного перерізу (розраховується програмним забезпеченням)
• = Зміна температури в нормальному напрямку до області

Провідність є основою того, що обчислюється в моделі. Справжня сила теплового аналізу полягає в правильному визначенні того, як немодельований світ впливає на дизайн. Зовнішні впливи та деякі внутрішні впливи визначаються як навантаження.

Термічні навантаження можуть відображати інші типи теплопередачі

Конвекція — це передача енергії між рідиною та твердим тілом (як правило, навколишнім повітрям). Конвекція математично визначається як:

Де

• Q = Тепловий потік
• h = Коефіцієнт конвективної теплопередачі (вводиться вручну та вважається постійним)
• A = площа вибраної поверхні (розраховується програмним забезпеченням)
• Ts = температура поверхні вибраної поверхні (розрахована програмним забезпеченням)
• T = Температура рідини навколишнього середовища (вводиться вручну та вважається постійною)

Щоб правильно врахувати конвекцію в навколишньому світі моделі, коефіцієнт конвективної теплопередачі є ключовим. Багато факторів можуть впливати на коефіцієнт, від швидкості навколишньої рідини до того, якою є навколишня рідина. Якщо ми врахуємо, що комп’ютери часто використовують вентилятори для охолодження, збільшення швидкості рідини збільшує значення h. Більше значення h, у свою чергу, знижує температуру. Фізичні властивості рідини також змінюють коефіцієнт. Щоб зберегти ту саму систему відліку, деякі комп’ютери використовують рідинне охолодження замість повітряного. Значення h для рідини, як правило, ефективніші (вищі), ніж для газу.

Стандартний коефіцієнт природної конвекції повітря знаходиться в діапазоні 5-25 Вт/м^2*K. Багато прикладів можна знайти в Інтернеті для різних рідин або умов.

Випромінювання – це передача енергії між моделлю та навколишнім середовищем. Випромінювання математично визначається як:

Де

• Q = Тепловий потік
• = стала Стефана-Боцмана
• = Коефіцієнт випромінювання вибраної поверхні (вводиться вручну)
• A = площа вибраної поверхні (розраховується програмним забезпеченням)
• = Температура поверхні вибраної поверхні, зведена до четвертого ступеня (розраховується програмним забезпеченням)
• = Температура навколишнього середовища підвищена до четвертої степені (T вводиться вручну, програмне забезпечення обчислює її до четвертої степені)

Використання випромінювання передбачає, що коефіцієнт огляду дорівнює 1.

Радіаційне навантаження враховує лише енергію, що обмінюється з навколишнім середовищем, випромінювання через модель (від частини до частини або від поверхні до поверхні) не враховується. Випромінювання може стати домінуючою формою теплопередачі в ситуаціях із високими змінами температури або низькою швидкістю потоку. Зверніть увагу, що рівняння випромінювання має значення температури, зведені в четвертий ступінь. З підвищенням температури випромінювання може швидко стати домінуючою формою теплопередачі. Як згадувалося раніше, низькі швидкості, такі як при природній конвекції, мають низькі коефіцієнти конвективної теплопередачі. Радіація може стати більш домінуючою формою теплопередачі в цих сценаріях.

Джерела тепла

Є ще три навантаження, які можуть додати або видалити тепло до вашого аналізу. Ці навантаження використовують певну кількість енергії замість використання фізичного методу для обчислення енергії.

Внутрішнє тепло –

• Дозволяє ввести певну кількість енергії в тіло або видалити з нього.

Джерело тепла –

• Дозволяє певній кількості енергії проходити через поверхню.

Прикладна температура –

• Фіксує поверхню або тіло до заданої температури. Дозволяє генерувати або видаляти нескінченну кількість енергії для підтримки заданої температури.