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FEM GleichungWärme

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FEM GleichungWärme

Menüeintrag
Lösen → Wärmeleitungsgleichung
Arbeitsbereich
FEM
Standardtastenkürzel
Keiner
Eingeführt in Version
0.17
Siehe auch
FEM Tutorium

Beschreibung

Diese Gleichung beschreibt den Wärmetransfer in starren und flüssigen Körpern.

Informationen zur Mathematik der Gleichung findet man im Elmer-Modellhandbuch im Abschnitt „Wärmegleichung”.

Anwendung

  1. Einen Löser Elmer hinzufügen.
  2. Diesen in der Baumansicht auswählen.
  3. Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Befehl aufzurufen:
    • Die Schaltfläche Wärmeleitungsgleichung drücken.
    • Aus dem Menü die Option Lösen → Wärmeleitungsgleichung auswählen.
  4. Die Gleichungslöser-Einstellungen oder die allgemeinen Löser-Einstellungen bei Bedarf ändern.

Löser-Einstellungen

Die allgemeinen Löser-Einstellungen findet man unter Elmer-Löser-Einstellungen.

Die Wärmeleitungsgleichung bietet diese speziellen Einstellungen:

  • Daten-EigenschaftBubbles: Es gibt auch eine restblasenfreie Formulierung der stabilisierten Finite-Elemente-Methode. Sie ist genauer und enthält keine Ad-hoc-Terme. Allerdings kann sie rechnerisch aufwändiger sein. Wenn sowohl Daten-EigenschaftBubbles als auch Daten-EigenschaftStabilisieren auf false gesetzt sind, wird keine Stabilisierung verwendet, und die Ergebnisse könnten leicht unsinnig sein.
    Hinweis: Wenn man während der ersten Löser-Iteration folgende Fehlermeldung erhält:
    FEHLER:: IterSolve: Numerischer Fehler: Das System ist über die maximale Toleranz hinaus divergiert.
    Die Methode Daten-EigenschaftBubbles ist fehlgeschlagen. In diesem Fall Daten-EigenschaftStabilisieren auf true setzen.

Gleichung:

  • Daten-EigenschaftConvection: Die Art der Konvektion, die in der Wärmeleitungsgleichung verwendet werden soll.
    Hinweis: Wenn dies nicht auf None gesetzt ist, muss Daten-EigenschaftStabilisieren auf true gesetzt sein, da sonst der Konvektionsterm für die Wärmeleitungsgleichung nicht berücksichtigt wird.
  • Daten-EigenschaftPhase Change Model: Das Modell wird für Phasenübergänge (Eis zu Wasser usw.) verwendet. Das Modell Spatial 1 ist die Methode der scheinbaren Wärmekapazität, Spatial 2 und Temporal sind Methoden der effektiven Wärmekapazität.
    Weitere Informationen zu den Modellen findet man in [diesem Artikel] (Abschnitt 2.5.2.2) (auf Deutsch). In dem Artikel wurde auch gezeigt, dass Spatial 1 bei größeren Temperaturgradienten numerische Probleme aufweist und dass Spatial 2 für den Phasenwechsel von Eis zu Wasser bevorzugt wurde.

Informationen zum Analyse-Merkmal

Die Wärmeleitungsgleichung berücksichtigt die folgenden Analysefunktionen, sofern sie eingestellt sind:

Hinweis

Mit Ausnahme von Berechnungen in 2D ist es für alle oben genannten Analysefunktionen wichtig, dass sie auf eine Fläche oder einen Körper angewendet werden. Funktionen in 3D, die auf Linien oder Eckpunkte eingestellt sind, werden vom Elmer-Löser nicht erkannt.

Ergebnis

Als Ergebnis erhält man die Temperatur in Kelvin.