واحدهای ذخیره انرژی حرارتی برای انباشت انرژی حرارتی از منابع خورشیدی، زمین گرمایی یا گرمای هدر رفته استفاده می شوند. ساده ترین واحدها از مخازن آب ساخته می شوند که اغلب در خانه ها یافت می شوند، جایی که انرژی خورشیدی به عنوان گرمای محسوس ذخیره می شود. ظرفیت حرارتی این مخازن را می توان با گنجاندن گرمای نهان افزایش داد که باعث ایجاد واحدهای ذخیره گرمای نهان (LHS) می شود. به طور معمول، مخازن LHS حاوی کپسول های کروی هستند که با پارافین به عنوان ماده تغییر فاز پر شده اند. این مثال جریان را از طریق یک مخزن ذخیره سازی با بستر بسته بندی شده مدل می کند و شامل اثرات انتقال حرارت با تغییر فاز و عدم تعادل حرارتی محلی در حین شارژ کردن واحد LHS است.

رابط Pipe Flow به شما امکان می دهد سیالات غیر نیوتنی در لوله ها را شبیه سازی کنید.
این مثال یک دوغاب زغال سنگ در حال انتقال در یک سیستم لوله را مدل می کند که در آن قطر لوله در بخش های مختلف تغییر می کند. دوغاب مانند یک سیال غیر نیوتنی توصیف شده توسط مدل قانون توان رفتار می کند. نتایج، نرخ جریان در بخش‌های مختلف لوله‌کشی و افت فشار کل در سراسر سیستم را ارائه می‌کنند.

در طی کوئنچ فولاد، آستنیت به فازهایی مانند فریت، پرلیت، بینیت و مارتنزیت تجزیه می شود. یک راه معمول برای نشان دادن ویژگی های تبدیل فاز یک آلیاژ فولادی خاص، استفاده از نمودارهای تبدیل است. دو مورد از رایج ترین انواع نمودارها، نمودارهای CCT (تبدیل خنک کننده مداوم) و TTT (تبدیل دمای زمان) هستند. این مثال نحوه محاسبه نمودارهای CCT و TTT را بر اساس داده‌های تبدیل فاز وابسته به دما نشان می‌دهد.

رسوب بخار شیمیایی (CVD) فرآیندی است که اغلب در صنعت نیمه هادی برای رشد لایه هایی از مواد جامد با خلوص بالا در بالای بستر ویفر استفاده می شود. CVD با استفاده از تکنیک های مختلف و در طیف وسیعی از فشارها از اتمسفر تا خلاء فوق العاده بالا (UHV/CVD) به دست می آید.

UHV/CVD در فشارهای زیر 10-6 Pa (10-8 Torr) انجام می شود، بنابراین انتقال گاز با جریان مولکولی انجام می شود و فاقد هر گونه اثرات هیدرودینامیکی مانند لایه های مرزی است. علاوه بر این، به دلیل فرکانس کم برخوردهای مولکولی، شیمی فاز گاز نیز درگیر نیست، بنابراین نرخ رشد با تراکم تعداد گونه‌ها و فرآیندهای تجزیه مولکولی سطحی تعیین می‌شود.

میکرو شیرهای تسلا از ماهیت غیر خطی جریان اینرسی برای ایجاد مقاومت جریان ناهمسانگرد استفاده می کنند. آنها را می توان به عنوان دریچه های قوی به دلیل مکانیزم کار غیرفعال استفاده کرد، اما برای بسیاری از کاربردها دیودیسیته بسیار کم است. شبیه سازی های دو بعدی و بهینه سازی دیودیسیتی را بیش از حد تخمین می زنند، اگر ارتفاع کانال مشابه ابعاد دیگر دستگاه باشد. این مدل بهینه‌سازی شکل سه بعدی را با عدد رینولدز 200 نشان می‌دهد. واردات/صادرات طرح با یک روش مدل ترکیب می‌شود، بنابراین می‌توان از عناصر معکوس اجتناب کرد حتی اگر تغییر شکل‌های هندسی بزرگ باشند.

در طی کوئنچ فولاد، آستنیت به فازهایی مانند فریت، پرلیت، بینیت و مارتنزیت تجزیه می شود. یک راه معمول برای نشان دادن ویژگی های تبدیل فاز یک آلیاژ فولادی خاص، استفاده از نمودارهای تبدیل است. دو مورد از رایج ترین انواع نمودارها، نمودارهای CCT (تبدیل خنک کننده مداوم) و TTT (تبدیل دمای زمان) هستند. این مثال نحوه محاسبه نمودارهای CCT و TTT را بر اساس داده‌های تبدیل فاز وابسته به دما نشان می‌دهد.

این مدل جوشکاری قوس الکتریکی یک صفحه تیتانیوم ساخته شده از آلیاژ تیتانیوم آلفا بتا را شبیه سازی می کند. در حین عبور جوش، ماده یک گذر حرارتی را تجربه می کند که شامل گرمایش و سرمایش می شود. تبدیل‌های فاز مدل‌سازی می‌شوند و تکامل ترکیب فاز در طول زمان محاسبه می‌شود.

این مدل یک کوره استوانه ای با پراکندگی همسانگرد را شبیه سازی می کند. این روش استفاده از روش Ordinates گسسته را برای موارد متقارن محوری دو بعدی تأیید می کند و نتایج را با روش مونت کارلو بسیار دقیق مقایسه می کند.

نرخ فلوئنس یک پارامتر کلیدی برای تصفیه آب ماوراء بنفش (UV) است. این مقدار تشعشعاتی را که پاتوژن ها جذب می کنند توصیف می کند و سپس مستقیماً با سطح ضد عفونی تصفیه کننده مرتبط است.

این مدل آموزشی استفاده از ضریب مقیاس‌پذیری ناحیه (ASF) را در رابط انتقال حرارت در پوسته‌ها نشان می‌دهد تا انحنای لایه‌ها را هنگام اعمال شارهای حرارتی و منابع گرمایی در نظر بگیرد. نتایج به‌دست‌آمده با رابط انتقال حرارت در پوسته اعمال شده به یک مرز (با بعد اضافی) با نتایج به‌دست‌آمده با رابط انتقال حرارت در جامدات در هندسه جامد معادل مقایسه می‌شود.

این مدل آموزشی استفاده از ویژگی اتصال حرارتی، پوسته لایه‌ای، لبه‌ها را نشان می‌دهد. در این مدل، پوسته‌های سه لایه توسط لبه‌هایی در مکان‌های متفاوت مربوط به حوزه‌های حرارتی به حوزه‌های حرارتی متصل می‌شوند. نتایج به‌دست‌آمده با رابط انتقال حرارت در پوسته با نتایج به‌دست‌آمده با رابط انتقال حرارت در جامدات در هندسه جامد معادل مقایسه می‌شود.

این مورد نشان می دهد که چگونه می توان انتقال رطوبت را در یک دیوار همگن تحت شرایط همدما شبیه سازی کرد. با این فرض می توان یک راه حل تحلیلی را محاسبه کرد. لایه همگن در تعادل رطوبت راه اندازی می شود. در ابتدای شبیه سازی، رطوبت نسبی بیرون و داخل به مقادیر پایین تر منتقل می شود. مدل 1 بعدی دومین تست معیار تعریف شده در مدل سازی HAMSTAD-WP2 برای اعتبار سنجی شبیه سازی های عددی برای انتقال حرارت و رطوبت جفت شده در مصالح ساختمانی است.

این مثال استفاده از ویژگی رابط تماس حرارتی را نشان می دهد که روی رابط های بین لایه ها در یک پوسته کامپوزیت چند لایه اعمال می شود. مطالعه اول با نادیده گرفتن این مقاومت حرارتی اضافی در مدل انتقال حرارت محاسبه شده است. سپس در مطالعه دوم، مقاومت تماس حرارتی ناشی از شکاف هوا با ضخامت حدود 1/10 ضخامت لایه در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که تفاوت‌های متوسطی بین دو رویکرد وجود دارد، حداکثر مقادیر برای میدان‌های دما و تنش در مطالعه دوم افزایش یافته است.

هنگامی که تابش در یک شکاف بسیار باریک رخ می دهد، اغلب به خوبی به عنوان تابش بین صفحات موازی بی نهایت تقریب می شود.

این مدل سه صفحه آلومینیومی را در نظر می گیرد که با شکاف های هوایی باریک از هم جدا شده اند. این مدل رویکرد کلاسیک را بر اساس رابط تابش سطح به سطح، با دو رویکرد تقریبی، با استفاده از ویژگی تماس حرارتی، و با استفاده از رابط سیستم حرارتی برآمده مقایسه می‌کند.

روش اول نیاز به ارزیابی ضریب دید دارد که محاسبه آن بسیار پرهزینه است، در حالی که روش های دیگر ضریب دید را بین سطوح دیوارهای شکاف فرض می کنند.

این مدل آموزشی استفاده از ویژگی کوپلینگ چندفیزیکی، اتصال حرارتی، پوسته لایه‌ای، سطوح را نشان می‌دهد. در این مدل، پوسته های سه لایه توسط مرزهای داخلی و خارجی به حوزه های حرارتی متصل می شوند. نتایج به‌دست‌آمده با رابط انتقال حرارت در پوسته با نتایج به‌دست‌آمده با رابط انتقال حرارت در جامدات در هندسه جامد معادل مقایسه می‌شود.

این مدل نحوه استفاده از ویژگی های ماژول انتقال حرارت را برای کاهش زمان محاسبات و استفاده از حافظه در محاسبات ضریب دید نشان می دهد. نتایج گویا افزایش سرعت و کاهش مصرف حافظه در یک مدل معیار ارائه شده است.

هدف از این مدل معرفی ویژگی سطح نیمه شفاف از تابش در رابط رسانه مشارکتی است. این نوعی از مدل خنک‌سازی تابشی یک صفحه شیشه‌ای با روش DOM است. در این نسخه یک سطح نیمه شفاف بر روی مرزهای خارجی به جای یک سطح سیاه مات همانطور که در مدل اصلی است، تعریف شده است.

در این مدل از رابط انتقال حرارت زیستی برای حل معادله انتقال گرمای زیستی پنس استفاده می کنیم. مشکل به صورت 1 بعدی است و به صورت بدون بعد فرموله شده است. نتایج با راه حل های تحلیلی به دست آمده در یک مقاله ژورنالی مقایسه شده است (مرجع 1). یک مطالعه همگرایی مش نشان می دهد که راه حل محاسبه شده با افزایش تعداد عناصر به حل تحلیلی همگرا می شود. این مدل به عنوان یک تأیید خوب برای رابط انتقال حرارت زیستی عمل می کند.

این مثال گونه‌ای از آموزش کامپوزیت Thermal Barrier است و نحوه راه‌اندازی چندین لایه نازک ساندویچی با رسانایی حرارتی متفاوت را به دو روش مختلف نشان می‌دهد. ابتدا کامپوزیت به عنوان یک شی سه بعدی مدل سازی می شود. در رویکرد دوم، رابط فیزیک سیستم حرارتی یکپارچه برای جلوگیری از حل دامنه‌های نازک با استفاده از مدل‌سازی مدار حرارتی استفاده می‌شود. علاوه بر این، قسمت های بالا و پایین ستون فولادی با دو پوسته نشان داده شده است.

این مدل مقدمه ای برای تعریف و تأیید مدار ماهواره و محاسبه بارهای حرارتی خورشیدی، آلبیدو و مادون قرمز زمین است. یک CubeSat 1U در مداری دایره ای در ارتفاع 400 کیلومتری، شیب 50 درجه و طول گره صعودی 0 درجه قرار دارد. این ماهواره به آرامی حول محور نادر خود می چرخد. یک دوره مداری در طول انقلاب زمستانی تجزیه و تحلیل شده است. مجموع تابش و بارهای تابشی از همه منابع محیطی محاسبه می شود. این نوع تحلیل معمولاً قبل از محاسبه تکامل دما در ساختار ماهواره انجام می شود.

این مدل‌های آموزشی نحوه استفاده از ابزارها را برای کمک به تعریف مدل‌های تابش سطح به سطح نشان می‌دهند.

در مدل اول، از نمادهای جهت تابش برای یافتن یک پیکربندی غیرمنتظره استفاده می شود که در آن کدورت به درستی تعریف نشده است. در مورد دیگر، بررسی توپولوژی انجام شده همراه با ارزیابی فاکتور دید به شناسایی یک مرز گمشده در انتخاب فیزیک کمک می کند.

این ابزارها خطر تعریف اشتباه مدل ها را به خصوص برای هندسه بزرگ و پیچیده کاهش می دهد.

این مثال نحوه راه اندازی چندین لایه نازک ساندویچی با رسانایی حرارتی متفاوت را به دو روش مختلف نشان می دهد. ابتدا کامپوزیت به عنوان یک شی سه بعدی مدل سازی می شود. در رویکرد دوم، حوزه‌های نازک با مقاومت‌های حرارتی در رابط سیستم حرارتی برآمده، همراه با رابط انتقال حرارت در جامدات مدل‌سازی می‌شوند.

این مدل توزیع دما را در 3 کابل مدفون در شرایطی که دمای سطح خاک مشخص است، ارزیابی می‌کند. مشخصات دمایی به‌دست‌آمده با رویکرد مدار حرارتی برای کابل‌ها با رویکرد FEM مقایسه می‌شود. خواص مدار حرارتی با استفاده از نمایش استاندارد کابل های مدفون تحت فرض Kennelly (دمای یکنواخت سطح خاک) ایجاد می شود. اصل برهم نهی برای تعیین گرمایش متقابل کابل ها به منظور بهبود دقت مدار حرارتی معادل استفاده می شود.

مدل 1 بعدی سیستم ذخیره انرژی حرارتی (TES) متشکل از یک بستر بسته بندی شده از گلوله ها. سه روش برای انتقال حرارت در محیط متخلخل مقایسه شده است:

یک مدل تعادل حرارتی محلی یک معادله (LTE).
یک مدل عدم تعادل حرارتی محلی دو معادله (LTNE).
یک مدل ترکیبی دو معادله LTNE چند مقیاسی

این مدل اثر گلخانه ای را در یک جعبه پوشیده شده توسط یک بشقاب و در معرض تابش خورشید در طول یک روز نشان می دهد. تغییرات دما در دو مورد بررسی می شود:

با صفحه ای شیشه ای، شفاف در باند طیفی خورشیدی و مات برای باند خورشیدی محیط

با یک صفحه کاملا شفاف

تبخیر قطرات در زندگی روزمره همه جا وجود دارد و در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند چاپ جوهر افشان، تمیز کردن/پوشش دادن سطوح و انتقال حرارت تغییر فاز ضروری است.

این مدل نشان می دهد که چگونه می توان انتقال فاز را با یک شرایط مرزی متحرک بیرونی با استفاده از روش لاگرانژی-اولیری دلخواه مدل کرد. مسئله متقارن محوری دو بعدی است اما برای هدف نمایش به صورت سه بعدی حل شده است.

این مدل نحوه محاسبه دمای ماهواره را در دوره های مداری متعدد با جفت کردن بارهای حرارتی مداری به انتقال حرارت در جامدات نشان می دهد. بارهای حرارتی مستقیم خورشیدی، آلبیدو و مادون قرمز زمین در یک مدار محاسبه می شوند و به طور دوره ای در مدارهای متعدد تکرار می شوند.

این آموزش نحوه استفاده از رابط تابش سطح به سطح را برای شبیه سازی انتقال حرارت تشعشعی با تشعشع بین ساطع کننده های منتشر و بازتابنده های پراکنده و اسپکولار نشان می دهد. این مدل در دو قسمت جدا شده است. بخش اول بر تست اعتبارسنجی برای شار گرمای تابشی محاسبه‌شده از الگوریتم پرتوتابی متمرکز است، که در آن نتایج با یک راه‌حل تحلیلی برای دو صفحه موازی در دمای ثابت مقایسه می‌شوند. قسمت دوم جفت شدن با انتقال حرارت در جامدات را معرفی می کند.

این مدل نشان دهنده یک اجاق گاز در یک اتاق نشیمن است. یک مطالعه تابشی با رابط فیزیک تابش سطح به سطح انجام می شود. شدت تابش اجاق گاز دریافتی در سطوح مختلف اتاق را نشان می دهد.