Accroissement linéaire des charges thermiques et des conditions de convection
Au début d'une analyse thermique en régime transitoire, Creo Simulate active toute charge thermique ou condition de convection qui n'est pas égale à zéro. Etant donné que son algorithme est adaptatif, Creo Simulate définit le degré polynomial sur sa valeur maximale pour capturer les variations instantanées de la charge thermique ou de la condition de convection.
L'algorithme est plus efficace si l'accroissement de toutes les charges thermiques et conditions de convection, de zéro à leur valeur finale, a lieu sur une courte période. Pour estimer le temps, vous pouvez utiliser les propriétés de matériau et les paramètres de maillage présentés plus loin.
La méthode par éléments finis peut uniquement capturer des échelles de temps de l'ordre de
où
représente la densité,
c la chaleur spécifique,
k la conductivité,
L la plus grande échelle de longueur d'un élément et
p, le degré polynômial. Toute échelle de temps inférieure générera des erreurs. Par exemple, si vous entrez une charge thermique ou une température ambiante dépendante du temps qui représente une sinusoïde de période largement inférieure à cette valeur, la solution présentera une erreur significative. Par conséquent, toute fonction affine doit utiliser une période au moins aussi grande que la valeur locale de
calculée pour les éléments adjacents à la charge thermique ou à la condition de convection.
Une condition de convection avec un nombre de Biot élevé est susceptible de créer une couche mince avec des gradients de température élevés, c'est-à-dire une couche trop réduite pour que Creo Simulate puisse la représenter de façon précise. Creo Simulate définit le nombre de Biot comme suit :
h représentant le coefficient de transfert de chaleur par convection (également appelé coefficient d'échange thermique dans
Creo Simulate),
k la conductivité et
L la plus grande échelle de longueur d'un élément. Si le nombre de Biot est largement supérieur à 1, la solution est susceptible de présenter une erreur significative. Vous pouvez réduire considérablement l'erreur de la solution en appliquant à la température ambiante un accroissement linéaire, de la condition initiale du modèle à sa valeur finale, sur une période supérieure à
. En utilisant la valeur locale de
pour les éléments adjacents à la condition de convection, vous obtiendrez le plus souvent des résultats précis, comme indiqué ci-dessus.
Pour modéliser une température frontière dépendante du temps, vous pouvez entrer une condition de convection avec une valeur
h élevée et définir la température ambiante, fonction du temps, égale à la température frontière souhaitée. Un nombre de Biot de 100 est généralement suffisant. Pour éviter toute erreur de résolution, la température ambiante ne doit pas varier plus rapidement que
.
