→ alfudimas:我跑的模擬軟體是CoventorWare2008 不過應該觀念都一樣 02/25 03:49
→ alfudimas:我是觀念不懂... 02/25 03:49
→ Bonvoyage:應該是熱氣會向上流動，所以方向一定是下向上...猜的 02/25 14:46
推 myesprit:應該是因為這是模擬自然對流吧？ 02/25 23:25
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作者: alfudimas (要過年了~~) 看板: Mechanical
標題: Re: [請問] 想問熱流組的研究生一個問題
時間: Tue Mar 2 18:02:16 2010
我再把我的模擬的東西寫得更詳細一點
請各位指導我關於空氣流動方向性的觀念
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這是我最近在跑CoventorWare tutorial模擬的"film convection"章節
(這套軟體是專門模擬MEMS的 不過熱流組的應該看得懂我在跑什麼 我不是很清楚...><)
照字面翻譯 應該是薄膜熱對流
我所做的模擬大概如下
我的結構是兩層beam重疊 上層beam材料是aluminum
下層beam材料是silicon (包含一固定fixed端)
_________________________
|_________________________|___
|___________________________ |_
|___|
紅色(silicon前端面) 設溫度310K
而我們想要看看熱藉由熱對流和傳導 到黃色(aluminum後端面)的溫度
這裡我設的邊界條件
1. 淺藍色為fixed端
2. 紅色面設310K
3. convection-radiation 邊界條件中 設 convection-coefficient = 未設定(預設0)
emissivity = 未設定(預設0)
ambient_temparature = 293K
ambient_flow = 1e5 um/sec
並且convection-radiation 邊界條件作用於 silicon-bottom (or) aluminum-top
(or 代表布林代數 有聯集的意思)
-----------------------------------------------------------------------------
前一篇有人推文說因為是模擬在自然流動的空間中散熱
我上次也是這樣跟教授說
這是模擬自然流動 所以不用設方向性
但我解釋不出為什麼因為自然流動所以不用設方向性
(tutorial有說如果知道convection-coefficient的話
就不用設定ambient_flow，否則就要設定ambient_flow的值)
希望有人能幫忙我解決這個問題
感謝~~
※ 引述《alfudimas (要過年了~~)》之銘言：
: 如題
: 想請熱流組的研究生問一個有關空氣流動散熱的問題
: 是我在跑模擬時遇到的問題
: 我在模擬兩個重疊的beam
: 我設一個面持續固定的溫度
: 然後設定兩個面 給予(固定的溫度的)空氣在流動(ambient-flow)
: 想看看溫度傳導和散熱的結果
: 只是我的模擬軟體在設定空氣流動時
: 只有指定我要在哪幾個面有空氣在流動
: 但是我的教授問我空氣流動應該要有方向性
: 我怎麼沒設定
: 我卻答不出所以然
: 因為我是照著教學步驟在跑模擬來熟悉軟體
: 教學步驟中沒有說明為什麼不用設定方向
: (也沒有可以設定流動方向的地方可以給我設定)
: 我一直卡在這個問題已經卡好久了
: 有人可以幫忙我嗎
: 我可以給你我的MSN 傳給你我按照的教學手冊
: 幫我解釋為什麼ambient-flow不用設定方向 只要設定流動的面??
: 非常感謝
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.113.150.7
推 gamer:自然對流主要是空氣分子的擴散，而不是外力驅動空氣流動， 03/02 18:36
→ Emcc:不是靠擴散 是浮力驅動空氣流動 03/02 19:00
推 quaintness:溫度不同 密度不同 密度小的空氣上升 03/02 19:07
推 gamer:高溫密度小上升，因為下方空氣分子往上，所以其他區域低溫空 03/02 19:18
→ gamer:氣分子進來，形成對流。這樣也是擴散沒錯吧。 03/02 19:18
→ Emcc:擴散對應數學模式是Laplacian operator 例如流場裡黏性的效應 03/02 19:41
→ Emcc:或是溫度場裡的"conduction"效應 因為浮力造成的流動現不適 03/02 19:42
→ Emcc:合是"擴散"來描述 擴散現象是有定義的 03/02 19:43
推 imsulabe:1e5 um/sec是怎麼來得...模擬自然對流不會這麼高吧 03/03 00:32
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作者: Emcc (mass, momentum, energy) 站內: Mechanical
標題: Re: [請問] 想問熱流組的研究生一個問題
時間: Tue Mar 2 18:56:57 2010
~ 恕刪
"自然對流"
顧名思義就是 利用流體(空氣)熱脹冷縮產生的浮力
來驅動流體流動
以你這個case的model
左端紅色是310K
右端黃色未知
但你要求解的是溫度由左到右的影響
熱會由左傳至右端
左端應該是溫度是較高的
所以
在自然對流的情況下
左端因溫度較高 上方的空氣浮力會較大
所以
在接觸面上流動方向為由右至左
→ → → → →
↑ ↓
↑ ↓
↑ ↓
較高溫 ← ← ← ← 較低溫
_________________________
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: 紅色(silicon前端面) 設溫度310K
: 而我們想要看看熱藉由熱對流和傳導 到黃色(aluminum後端面)的溫度
: 這裡我設的邊界條件
: 1. 淺藍色為fixed端
: 2. 紅色面設310K
: 3. convection-radiation 邊界條件中 設 convection-coefficient = 未設定(預設0)
: emissivity = 未設定(預設0)
: ambient_temparature = 293K
: ambient_flow = 1e5 um/sec
: 並且convection-radiation 邊界條件作用於 silicon-bottom (or) aluminum-top
因為是浮力驅動
所以滿足自然對流的流動方向是唯一的
由溫度場的分佈決定
所以不須設定流動方向
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.43.130
※ 編輯: Emcc 來自: 140.112.43.130 (03/02 18:59)
推 smandyscom:這篇看到賺到 03/03 17:11
→ smandyscom:GG 03/03 17:12
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作者: alfudimas (要過年了~~) 看板: Mechanical
標題: Re: [請問] 想問熱流組的研究生一個問題
時間: Wed Mar 3 19:01:24 2010
我附上我在跑的模擬手冊檔案
CoventorWare2008 Tutorial 學習手冊 P142~143 film convection
http://www.badongo.com/file/20954102
學習手冊的Reference P184
http://www.badongo.com/file/20954096
模擬結果的power point檔 第3頁 (模擬結果在學習手冊的143頁最底下也有)
http://www.badongo.com/cn/file/20954727
還有我跑的模擬中，應該是跑強制對流 而不是自然對流
※ 引述《alfudimas (要過年了~~)》之銘言：
: 我再把我的模擬的東西寫得更詳細一點
: 請各位指導我關於空氣流動方向性的觀念
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: 這是我最近在跑CoventorWare tutorial模擬的"film convection"章節
: (這套軟體是專門模擬MEMS的 不過熱流組的應該看得懂我在跑什麼 我不是很清楚...><)
: 照字面翻譯 應該是薄膜熱對流
: 我所做的模擬大概如下
: 我的結構是兩層beam重疊 上層beam材料是aluminum
: 下層beam材料是silicon (包含一固定fixed端)
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: 紅色(silicon前端面) 設溫度310K
: 而我們想要看看熱藉由熱對流和傳導 到黃色(aluminum後端面)的溫度
: 這裡我設的邊界條件
: 1. 淺藍色為fixed端
: 2. 紅色面設310K
: 3. convection-radiation 邊界條件中 設 convection-coefficient = 未設定(預設0)
: emissivity = 未設定(預設0)
: ambient_temparature = 293K
: ambient_flow = 1e5 um/sec
: 並且convection-radiation 邊界條件作用於 silicon-bottom (or) aluminum-top
: (or 代表布林代數 有聯集的意思)
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: 前一篇有人推文說因為是模擬在自然流動的空間中散熱
: 我上次也是這樣跟教授說
: 這是模擬自然流動 所以不用設方向性
: 但我解釋不出為什麼因為自然流動所以不用設方向性
: (tutorial有說如果知道convection-coefficient的話
: 就不用設定ambient_flow，否則就要設定ambient_flow的值)
: 希望有人能幫忙我解決這個問題
: 感謝~~
: ※ 引述《alfudimas (要過年了~~)》之銘言：
: : 如題
: : 想請熱流組的研究生問一個有關空氣流動散熱的問題
: : 是我在跑模擬時遇到的問題
: : 我在模擬兩個重疊的beam
: : 我設一個面持續固定的溫度
: : 然後設定兩個面 給予(固定的溫度的)空氣在流動(ambient-flow)
: : 想看看溫度傳導和散熱的結果
: : 只是我的模擬軟體在設定空氣流動時
: : 只有指定我要在哪幾個面有空氣在流動
: : 但是我的教授問我空氣流動應該要有方向性
: : 我怎麼沒設定
: : 我卻答不出所以然
: : 因為我是照著教學步驟在跑模擬來熟悉軟體
: : 教學步驟中沒有說明為什麼不用設定方向
: : (也沒有可以設定流動方向的地方可以給我設定)
: : 我一直卡在這個問題已經卡好久了
: : 有人可以幫忙我嗎
: : 我可以給你我的MSN 傳給你我按照的教學手冊
: : 幫我解釋為什麼ambient-flow不用設定方向 只要設定流動的面??
: : 非常感謝
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◆ From: 140.113.150.7
※ 編輯: alfudimas 來自: 140.113.150.7 (03/03 19:32)
推 yummuy:我印像國家網路中心裡有convector討論區..有專人會回答 03/03 20:01
→ yummuy:你可以去問問...或許有不同看法... 03/03 20:02
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作者: aloness (aloness) 站內: Mechanical
標題: Re: [請問] 想問熱流組的研究生一個問題
時間: Fri Mar 5 22:23:18 2010
※ 引述《alfudimas (要過年了~~)》之銘言：
: 如題
: 想請熱流組的研究生問一個有關空氣流動散熱的問題
: 是我在跑模擬時遇到的問題
: 我在模擬兩個重疊的beam
: 我設一個面持續固定的溫度
: 然後設定兩個面 給予(固定的溫度的)空氣在流動(ambient-flow)
: 想看看溫度傳導和散熱的結果
: 只是我的模擬軟體在設定空氣流動時
: 只有指定我要在哪幾個面有空氣在流動
: 但是我的教授問我空氣流動應該要有方向性
: 我怎麼沒設定
: 我卻答不出所以然
: 因為我是照著教學步驟在跑模擬來熟悉軟體
: 教學步驟中沒有說明為什麼不用設定方向
: (也沒有可以設定流動方向的地方可以給我設定)
: 我一直卡在這個問題已經卡好久了
: 有人可以幫忙我嗎
: 我可以給你我的MSN 傳給你我按照的教學手冊
: 幫我解釋為什麼ambient-flow不用設定方向 只要設定流動的面??
: 非常感謝
盲點在於
你對空氣的設定不是"自然對流"
而只是能量傳導到"空氣"這個介質中
這也是你老闆看起來會覺得一整個奇怪的原因
如果要讓能量由高溫的左邊到右邊這種指定方向性，不靠對流辦不到
如果是傳導的話，重疊的不同材質跟空氣，兩者的熱阻根本是天差地遠
因此你可以不設定也沒差
也許你可以說能量是藉由空氣對流傳遞過去
但對流的過程中，通過鋁表面的空氣不斷地在接受能量
結論就是整個鋁面不斷地向空氣傳遞能量，而不是單純由最左側到最右側
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