Phasenübergang
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Dieses Beispiel zeigt, wie Sie einen Phasenübergang modellieren und seine Auswirkungen auf eine Analyse des Wärmetransports vorhersagen können. Wenn ein Material die Phase ändert, zum Beispiel von fest zu flüssig, wird dem Festkörper Energie zugeführt. Anstatt einen Temperaturanstieg zu verursachen, verändert die Energie die Molekularstruktur des Materials. Gleichungen für die latente Wärme von Phasenübergängen finden sich in vielen Texten, aber ihre Umsetzung ist nicht standardisiert. Die durch einen Phasenübergang verbrauchte oder freigesetzte Wärme beeinflusst die Strömung von Fluiden, die Bewegung und Produktion von Magma, chemische Reaktionen, die Stabilität von Mineralien und viele andere geowissenschaftliche Anwendungen.
In diesem 1D-Beispiel wird das Interface Heat Transfer in Fluids aus dem Heat Transfer Module verwendet, um die transiente Temperaturübertragung in einem Eisstab zu untersuchen, der sich erwärmt und in Wasser umwandelt. Das Modell zeigt insbesondere, wie man mit Materialeigenschaften umgeht, die in Abhängigkeit von der Temperatur variieren.
Dieses Modell geht wie folgt vor. Zunächst schätzen Sie den Phasenübergang von Eis zu Wasser unter Verwendung der Gleichung für instationäre Wärmeleitung mit der latenten Schmelzwärme. Als nächstes vergleichen Sie die erste Lösung mit Schätzungen, die die latente Wärme vernachlässigen. Schließlich führen Sie zusätzliche Simulationen durch, um die Auswirkungen des Temperaturintervalls zu bewerten, in dem der Phasenübergang stattfindet.
Dieses Beispiel veranschaulicht Anwendungen diesen Typs, die mit den folgenden Produkten erstellt wurden:
Allerdings können zusätzliche Produkte erforderlich sein, um es vollständig zu definieren und zu modellieren. Weiterhin kann dieses Beispiel auch mit Komponenten aus den folgenden Produktkombinationen definiert und modelliert werden:
- COMSOL Multiphysics® und
- entweder Heat Transfer Module, Porous Media Flow Module, oder Subsurface Flow Module
Die Kombination von COMSOL® Produkten, die für die Modellierung Ihrer Anwendung erforderlich ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann Randbedingungen, Materialeigenschaften, Physik-Interfaces und Bauteilbibliotheken umfassen. Bestimmte Funktionen können von mehreren Produkten gemeinsam genutzt werden. Um die richtige Produktkombination für Ihre Modellierungsanforderungen zu ermitteln, lesen Sie die Spezifikationstabelle und nutzen Sie eine kostenlose Evaluierungslizenz. Die COMSOL Vertriebs- und Support-Teams stehen Ihnen für alle Fragen zur Verfügung, die Sie diesbezüglich haben.