CST 工作室套装中还包含多物理场工作室 (Multiphysics Studio) ,可以对模型进行热仿真。在热仿真之前,需要设置材料的热属性(Thermal Properties),下面介绍如何设置材料的热属性。
1. 首先新建一个仿真工程:启动 CST 后,点击功能区的 File 选项卡,进入到下图所示的界面。选择 New and Recent,点击页面左下角的 3D Simulation,在其下拉菜单中选择 Thermal & Mechanics后,进入到 仿真工程界面。
CST 多物理场工作室主界面如下图所示:
2. 如下图所示,在 Modeling 选项卡下点击 Material Library 图标,在其下拉菜单中选择 Load from Library,在弹出的 Load from Material Library 对话框中选择 Cooper(pure),然后点击 Load 按钮加载材料。
3. 从 CST 自带的材料库中加载 Cooper(pure)后,在导航树 Navigation Tree 中的 Materials 文件夹下,选中 Cooper(pure)然后右键选择 Edit Material Properties,弹出对话框。
4. 在弹出的 Material Properties 对话框中,切换到 Thermal 选项卡,可以查看及修改材料的热属性。如下图所示,结构的热属性主要包括四个参数,分别为 Thermal conductivity、Material density、Specific Heat、Thermal diffusivity,下面将逐一进行介绍:
a) Thermal conductivity:材料的热导率,指的是单位截面和长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量,单位为 W/K/m。
b) Material density (Rho):材料密度,指的是材料在特定的体积状态下,单位体积的质量,其单位为 kg/m3。
c) Specific Heat:材料的比热容,指的是单位质量的材料在单位温升下所吸收的热量,其单位为 J/K/kg。
d) Thermal diffusivity:材料的热扩散系数,指的是在物体受热升温的非稳态导热过程中,进入物体的热量沿途不断地被吸收而使局部温度升高,在此过程持续到物体内部各点温度全部相同为止,单位为 m2/s。其满足如下关系式:
其中:α为材料的热扩散系数, k为材料的热导率, p为材料密度,C为材料的比热容。
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