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本貼以激光加熱為例，模擬高斯分布熱源勻速經(jīng)過(guò)兩塊金屬體接縫處的場(chǎng)景。本例還適用于激光加熱，粒子轟擊加熱等以移動(dòng)的高斯熱源加熱的場(chǎng)景。</strong></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;本例使用激光功率500W，熱源移動(dòng)速度10mm/s，焊接使用兩塊不銹鋼板。

耦合為了使模塊耦合，我們將從光模塊獲得的Gtot加入到半導(dǎo)體模塊中，作為電子和空穴的生成速率。此外，我們還添加了焦耳和SRH復(fù)合產(chǎn)生的總熱量。Qtot從半導(dǎo)體模塊進(jìn)入傳熱模塊作為一般熱源。熱量的計(jì)算將基于這些輸入以及設(shè)置在電池內(nèi)熱傳導(dǎo)和對(duì)流的邊界條件。為了耦合模塊，我們將從光學(xué)模塊獲得的Gtot作為電子和空穴的產(chǎn)生速率添加到半導(dǎo)體模塊中。

在 COMSOL Multiphysics 5.3 之前，生產(chǎn)井和注入井被繪制為嵌入地質(zhì)構(gòu)造中的圓柱體，并使用達(dá)西定律的入口和出口 邊界條件以及傳熱 的溫度和流出邊界條件在圓柱體表面定義質(zhì)量和熱通量。 現(xiàn)在，井由單邊定義，新的井 特征和線熱源特征用于定義質(zhì)量和熱通量。這兩個(gè)功能的設(shè)置如下圖所示。井特征(左)和 線熱源特征(右)的設(shè)置。

因此，使用 COMSOL Multiphysics 中的預(yù)定義變量編寫(xiě)的能量守衡方程為： 使用派生的全局計(jì)算值來(lái)計(jì)算預(yù)設(shè)變量的能量率。 在穩(wěn)定狀態(tài)下，總的累積能率消失了。總凈能率和總熱源必須平衡。穩(wěn)態(tài)研究的結(jié)果顯示如下。相對(duì)誤差又遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相對(duì)求解器的容差。穩(wěn)態(tài)分析的能量守衡。總凈能率和總熱源必須平衡。 下面是瞬態(tài)分析的能率圖。

圖1 模型開(kāi)發(fā)器顯示了用戶定義的氬氣和氧氣混合物的等離子體化學(xué)的電子碰撞反應(yīng)功能。 設(shè)置窗口顯示了電離分子氧的電子碰撞反應(yīng)功能。反應(yīng)由電子碰撞截面指定。 在彈性碰撞中，不會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì)，但是電子和中性氣體之間存在能量轉(zhuǎn)移。在等離子體接口中設(shè)置彈性電子碰撞反應(yīng)時(shí)，電子平均能量方程考慮了電子能量損失。此外，還創(chuàng)建了背景中性氣體的熱源項(xiàng)，并可以與流體傳熱接口耦合。

通過(guò)COMSOL軟件建立了二維仿真模型，用高斯分布熱源模型，對(duì)TIG熔覆過(guò)程的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、電勢(shì)分布及粉體顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行數(shù)值模擬，接著進(jìn)行熔覆試驗(yàn)，結(jié)果表明，焊縫平直無(wú)凹坑，實(shí)際拍攝的電弧形態(tài)和模擬的電弧形態(tài)高度一致，呈典型的鐘罩狀，通過(guò)金相顯微鏡對(duì)熔覆層進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)基體與熔覆層連接處質(zhì)量較好，無(wú)明顯缺陷。

散熱器（Heat Sink）：附著在熱源上的一個(gè)物體將熱量從源物體傳遞出去，然后通過(guò)對(duì)流傳熱的方式將其耗散在流體中。散熱器設(shè)計(jì)可最大限度增大對(duì)流流體可吸收熱量的表面積。散熱器最常見(jiàn)于CPU、電力電子組件和激光器等熱源上。熱導(dǎo)管：使用揮發(fā)性物質(zhì)的相變從熱源吸收熱能的裝置。能量可將液體轉(zhuǎn)化為蒸汽，蒸汽沿著熱導(dǎo)管到達(dá)另一端，在這里蒸汽會(huì)冷凝并返回?zé)岫酥貜?fù)循環(huán)。

電子散熱模塊的前處理功能具備電子設(shè)備的智能原件模型（包括：立方體、斜面、平面流動(dòng)阻尼、平面（可建孔）、機(jī)箱/薄壁機(jī)箱、熱源、孔、組合體、平面熱源、圓柱體、電路板、軸流風(fēng)扇、棱柱、芯片、平面風(fēng)扇、管道、散熱器、開(kāi)口流動(dòng)、離心風(fēng)扇、流動(dòng)阻尼、鼓風(fēng)機(jī)、空調(diào)、半導(dǎo)體制冷器、平面區(qū)域、回風(fēng)面、監(jiān)控點(diǎn)、多孔板、出風(fēng)面、體積區(qū)域、雙熱阻封裝模型、熱網(wǎng)絡(luò)模型），能夠快速準(zhǔn)確地完成各種電子散熱場(chǎng)景的建模。

例如，對(duì)于一個(gè)涉及傳熱的仿真，希望能夠調(diào)整熱源 Q_0 的大小，從而使得某一位置處的溫度T_probe 恒定在指定值 T_max，我們可以直接將這個(gè)全局約束添加進(jìn)來(lái)即可。有些情況下，全局約束可能包含有對(duì)時(shí)間的微分項(xiàng)，也就是常說(shuō)的常微分方程（ ODE），COMSOL同樣也支持自定義 ODE 作為全局約束。

通過(guò)對(duì)比三種通用有限元仿真軟件使用生死單元模擬激光熔覆，得到的結(jié)論是COMSOL的建模效率以及計(jì)算精度相較于其他兩種可以說(shuō)是相去天淵。COMSOL模擬選用的物理場(chǎng)為固體力學(xué)和固體傳熱，傳熱物理場(chǎng)最主要的邊界是設(shè)置熱源，在視頻中的模型中，熱源為高斯面熱源，作用于計(jì)算域的上表面；固體力學(xué)物理場(chǎng)除了設(shè)置固定約束，只需在線彈性材料下添加活化并選擇熔覆層即可。

分布情況 高斯熱源的能量分布并非均勻的，而是集中在一個(gè)較小的區(qū)域內(nèi)，并以中心為峰值向四周逐漸衰減。這種非均勻的分布特點(diǎn)使其能夠模擬諸如激光焊接、電子束焊接等局部集中加熱的過(guò)程。 應(yīng)用案例 在焊接工藝中，高斯熱源常用于模擬焊接過(guò)程中的熱輸入。

添加固體傳熱瞬態(tài)研究，模型左側(cè)設(shè)置熱源，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 進(jìn)行計(jì)算查看多孔結(jié)構(gòu)傳熱模擬結(jié)果

甲烷內(nèi)重整反應(yīng)設(shè)置 7.4 甲醇內(nèi)重整反應(yīng)設(shè)置 7.5積碳分析 實(shí)例操作：甲烷積碳模型，甲醇積碳模型 8、直接碳燃料電池性能研究 8.1 Boudouard反應(yīng)設(shè)置 8.2 熱源設(shè)置方法

電子在導(dǎo)體中長(zhǎng)時(shí)間移動(dòng)，推動(dòng)金屬原子或離子運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，稱為電遷移現(xiàn)象。電子元器件的集成度越來(lái)越高，微焊點(diǎn)間的距離越來(lái)越小，造成互連焊點(diǎn)中的電流密度不斷增加，導(dǎo)致金屬原子的高能態(tài)遷移，在金屬互連線中形成空洞、小丘或凸起破壞焊點(diǎn)。

利用像 COMSOL Multiphysics 這樣的工具，我們可以充分研究這種現(xiàn)象，并更好地了解如何優(yōu)化 RTA 配置來(lái)成功地進(jìn)行半導(dǎo)體制造。 本文來(lái)自 ：COMSOL 博客

“COMSOL多物理場(chǎng)耦合仿真技術(shù)與應(yīng)用-燃料電池”COMSOL仿真基礎(chǔ) 1、COMSOL軟件基本操作1.1創(chuàng)建模型一般步驟1.2幾何創(chuàng)建方法1.3 網(wǎng)格劃分技巧1.4 方程及邊界設(shè)置2、后處理2.1 數(shù)據(jù)集創(chuàng)建2.2 衍生量的計(jì)算2.3 結(jié)果圖的繪制實(shí)例操作：肋片散熱模型，化整為零式網(wǎng)格劃分模型COMSOL燃料電池仿真技術(shù)詳解 3、燃料電池仿真

軟件入門 初識(shí)COMSOL仿真&mdash;&mdash;以多個(gè)具體的案例建立COMSOL仿真框架，建立COMSOL仿真思路，熟悉軟件的使用方法 COMSOL軟件基本操作&bull; 參數(shù)，變量，探針等設(shè)置方法、幾何建模&bull; 基本函數(shù)設(shè)置方法，如插值函數(shù)、解析函數(shù)、分段函數(shù)等&bull; 特殊函數(shù)的設(shè)置方法