FEM EquationHeat/de
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| Menüeintrag |
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| 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
- Einen
Löser Elmer hinzufügen. - Diesen in der Baumansicht auswählen.
- Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Befehl aufzurufen:
- Die Schaltfläche
Wärmeleitungsgleichung drücken. - Aus dem Menü die Option Lösen → Wärmeleitungsgleichung auswählen.
- Die Schaltfläche
- 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.
FEM
- Materials: Solid Material, Fluid Material, Non-Linear Mechanical Material, Reinforced Material (Concrete); Material Editor
- Element Geometry: Beam Cross Section, Beam Rotation, Shell Plate Thickness, Fluid Section for 1D Flow
- Electromagnetic Boundary Conditions: Electrostatic Potential Boundary Condition, Current Density Boundary Condition, Magnetization Boundary Condition, Electric Charge Density
- Fluid Boundary Conditions: Initial Flow Velocity Condition, Initial Pressure Condition, Flow Velocity Boundary Condition
- Geometrical Analysis Features: Plane Multi-Point Constraint, Section Print Feature, Local Coordinate System
- Mechanical Boundary Conditions and Loads: Fixed Boundary Condition, Rigid Body Constraint, Displacement Boundary Condition, Contact Constraint, Tie Constraint, Spring Boundary Condition, Force Load, Pressure Load, Centrifugal Load, Gravity Load
- Thermal Boundary Conditions and Loads: Initial Temperature, Heat Flux Load, Temperature Boundary Condition, Body Heat Source
- Overwrite Constants: Constant Vacuum Permittivity
- Mesh: Mesh From Shape by Netgen, Mesh From Shape by Gmsh, Mesh Boundary Layer, Mesh Refinement, Mesh Group, Erase Elements, FEM Mesh to Mesh
- Solve: Solver CalculiX, Solver Elmer, Solver Mystran, Solver Z88; Mechanical Equations: Elasticity Equation, Deformation Equation; Electromagnetic Equations: Electrostatic Equation, Electricforce Equation, Magnetodynamic Equation, Magnetodynamic 2D Equation, Static Current Equation; Flow Equation, Flux Equation, Heat Equation, Solver Job Control, Run Solver
- Results: Purge Results, Show Result, Apply Changes to Pipeline, Post Pipeline From Result, Pipeline Branch, Warp Filter, Scalar Clip Filter, Function Cut Filter, Region Clip Filter, Contours Filter, Glyph Filter, Line Clip Filter, Stress Linearization Plot, Data at Point Clip Filter, Calculator Filter; Filter Functions: Plane, Sphere, Cylinder, Box; Data Visualizations: Create Lineplot, Create Histogram, Create Table
- Utilities: Clipping Plane on Face, Remove All Clipping Planes, FEM Examples; Clear FEM Mesh, Display Mesh Info
- Additional: Preferences; FEM Install, FEM Mesh, FEM Solver, FEM CalculiX, FEM Concrete; FEM Element Types
Anwenderdokumentation
- Erste Schritte
- Installation: Herunterladen, Windows, Linux, Mac, Zusätzliche Komponenten, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Grundlagen: Über FreeCAD, Graphische Oberfläche, Mausbedienung, Auswahlmethoden, Objektname, Voreinstellungseditor, Arbeitsbereiche, Dokumentstruktur, Objekteigenschaften, FreeCAD unterstützen, Spenden
- Hilfe: Anleitungen, Videoanleitungen
- Arbeitsbereiche: Std Base, Arch, Assembly, BIM, CAM, Draft, FEM, Inspection, Material, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework