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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 计算模拟 » 求助comsol模拟热传问题
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oide333

新虫 (初入文坛)

[求助] 求助comsol模拟热传问题

对一平面透镜的一面上的一个环形部分利用设置温度边界条件使其加热（该温度是随时间变化的相当于分段函数形式，我利用的是内插函数方法），透镜其他部分利用自然对流散热，没有内热源。为什么模拟结果测出那个加温的边界有时的温度会比施加的温度还要高啊？
分段函数是每过一段时间升10度，我试了一下好像后面的高温似乎对前面的结果有影响，是不是求解器选择的问题呢？

[ Last edited by oide333 on 2012-11-23 at 10:14 ]
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1楼 2012-11-21 17:42:09
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

yangyanwu430

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★
oide333: 金币+5, ★★★★★最佳答案 2012-11-26 20:43:32
csgt0: 金币+1, 谢谢 2012-11-27 10:01:28
哦，我明白了你的意思，但这也是正常的，也是符合热力学第二定律的。因为热力学第二定律的表述是热量不可能“自发的”的从低温物体传向高温物体，而不引起其他变化。这个“自发的”指的是不消耗其他能量。如果消耗了其他能量，热量是可以从低温物体楚安向高温物体的。假设你用50度的热源加热40度的物体，如果是自发的话低温物体温度会升高（比如从40度升到45度），此时高温物体温度必然降低（比如从50度降到45度），此时将达到热平衡状态。但你的加热热源是在10min中内是保持不变温度的，就说明肯定是消耗了其他能量来维持加热热源的温度，比如使用电热丝加热，它的功率所产生的热量相当于50度的恒温，只要你接通电源，这个温度就不会变，这时它是消耗了电能的来维持的，所以用这个恒温热源加热不属于自发的，引起了其他能量的变化。你一直用它加热，时间长了低温物体的温度就会高于热源的温度的，在这期间其实是消耗了其他能力的（如电能）。热力学第二定律是有条件的，这点要注意一下。
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7楼2012-11-26 20:12:44
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yangyanwu430

银虫 (初入文坛)
哈哈，很多问题我也不太懂的，有问题我们可以互相交流，互相学习
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9楼2012-11-26 21:46:55
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普通回帖

redmast

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
csgt0: 金币+1, 欢迎交流 2012-11-26 13:37:22
加温的边界？你说的是平均温度？边界的温度比原来设定的温度高，你是怎么得出来的结论？估计是附近的区域比较高吧，这个同对流的条件有关，流场的分布是会携带部分热量的，可能算出来那附近刚好就有这样的情况。
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2楼2012-11-23 10:59:28
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yangyanwu430

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
csgt0: 金币+1, 欢迎交流 2012-11-26 13:37:36
你施加的温度是初始温度，应该就是一个定值（如20度），然后你加载的温度边界随着时间的增长，使得温度越来越高。自然对流散热的强度一般是在中心表面最强的，在边界周围比较弱，所以来不及把你加载的温度降低，所以你的温度最后肯定是高于初始温度的。你可以使用强制对流，当你的对流强度大于边界温度增加的程度时可能就会出现温度低于初始温度
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oide333
3楼2012-11-23 15:46:46
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oide333

新虫 (初入文坛)
送鲜花一朵
引用回帖:
3楼: Originally posted by yangyanwu430 at 2012-11-23 15:46:46
你施加的温度是初始温度，应该就是一个定值（如20度），然后你加载的温度边界随着时间的增长，使得温度越来越高。自然对流散热的强度一般是在中心表面最强的，在边界周围比较弱，所以来不及把你加载的温度降低，所以 ...

非常感谢你的回答，我想问一下即使随着时间的增长温度会越来越高，但是也不应该高于初始温度啊，这没有违反热力学第二定律么？因为这个模拟就是自然对流，所以没法换成强制对流的，我主要是想问怎么会高于初始温度，因为初始温度相当于他的热源啊。
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4楼2012-11-25 00:19:21
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yangyanwu430

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

初始温度怎么可能是热源呢，它是施加的一个初始值，一般都是施加常温的（20度）。一般传热都是施加内热源，内部持续产生热。但你这个相当于是外部热源，是以不断升高的温度来加热的，所以说这个是正常的，这个也不违反热力学第二定律。还有你注意一下，在加载自然对流条件时一定要设置空气的参考温度，如果不设置计算就是错误的
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oide333
5楼2012-11-25 10:33:08
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oide333

新虫 (初入文坛)
送鲜花一朵
引用回帖:
5楼: Originally posted by yangyanwu430 at 2012-11-25 10:33:08
初始温度怎么可能是热源呢，它是施加的一个初始值，一般都是施加常温的（20度）。一般传热都是施加内热源，内部持续产生热。但你这个相当于是外部热源，是以不断升高的温度来加热的，所以说这个是正常的，这个也不违 ...

真的很感谢你啊，可能是我说的有问题，我的意思不是说比材料的初始温度高（环境和材料初始温度设置22度），而是说有时比外部加载的温度还要高，我是用不断升高的温度加载在它的表面边界来对它加热，40度加热10min，50度加热10min，依此类推到100度，比如说加热温度是50度的10min内有一段时间测量其表面边界的温度竟然到了54度左右，我不理解这个地方，是不是不太正常啊，还是有可能到这种情况?
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6楼2012-11-26 11:06:02
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oide333

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
7楼: Originally posted by yangyanwu430 at 2012-11-26 20:12:44
哦，我明白了你的意思，但这也是正常的，也是符合热力学第二定律的。因为热力学第二定律的表述是热量不可能“自发的”的从低温物体传向高温物体，而不引起其他变化。这个“自发的”指的是不消耗其他能量。如果消耗了 ...

非常给力啊，我是学光学的，传热这方面确实不太懂，温度能高于外热源这方面我们外行人都不太能理解，老师和同学都比较质疑:，你帮我解决了一个困扰我好几个星期的问题，非常感谢，以后有问题可能还会找你哦
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8楼2012-11-26 21:07:01
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yuxiaoinbuaa

至尊木虫 (职业作家)
★
csgt0: 金币+1, 欢迎交流 2013-03-04 13:26:47
个人认为，是不是应该试用一下自适应网格，可能是网格不合适等等问题导致求解不是很好。
但是感觉热量从低温到高温传播确实很诡异，我觉得不能单纯从第二定律考虑。好在Comsol有一个功能是做矢量图分析，这样的话可以优化一下网格和空间步长，在结果中把热流方向做出来，这样分析一下也是挺有意思的。
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Yourconfidencespeaksforyoursoundjudgement.
10楼2013-02-28 23:32:34
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