Ниже приведены некоторые часто задаваемые вопросы по HEAT2 и HEAT3. 

Установка

HEAT2/HEAT3 должен быть установлен с правами администратора, так как компоненты activex регистрируются в ключе реестра HKEY_LOCAL_MACHINE.

После необходимо установить для пользователя права на запись. Щелкните правой кнопкой мыши папку, выберите свойства, выключите только для чтения, установите разрешения на вкладке безопасности.

Общие вопросы

Вопрос. 
Мой нестационарный режим расчета занимает много времени. Почему? 

Ответ.
Возможно, Вы ввели  неверную объемную теплоемкость. Она должна быть около 1E5-1E6 Дж/(м3K) (что равно 0.001-1 МДж/(м3K). Обратите внимание, что объемная теплоемкость - это произведение удельной теплоемкости на величину плотности.

Другой вариант, если у Вас очень маленькие расчетные ячейки. Это отношение объемной теплоемкости к теплопроводности, которое определяет стабильный временной шаг. Это означает, что часто сталь (и другие материалы с высоким отношением) даёт минимальный временной шаг.

В следующей таблице приведены некоторые материалы. Нестационарное моделирование с использованием стали, может дать отношение например в 55 раз больше по сравнению с использованием кирпича (3.3/0.05 = 55).

Попробуйте также изменить коэффициент сверх-релаксации и посмотреть, изменяются ли потоки быстрее во время моделирования. Оптимальный коэффициент часто находится в пределах 1,8-2,0. Используйте большой коэффициент сверх-релаксации (1.95-2.0, см. руководство), когда существует высокое отношение между теплопроводностями. Еще один совет - начать с ожидаемой температуры в каждом выпадающем окне (особенно  пространства (площади) с высокой проводимостью).

_______

Вопрос. 
Могу ли я запустить несколько задач в пакетном режиме?

Ответ.
Пакетный режим не поддерживается напрямую. Но есть один способ запускать разные задачи в HEAT2/HEAT3 для одновременного решения. Это требует достаточно много оперативной памяти вашей системы.

_______

Вопрос.
Мы бы хотели смоделировать комнату с пристроенным зимним садом. Возможно ли смоделировать солнечную радиацию или испытательный эталон за год? - Возможно ли работать с более чем одной функцией или добавить фактор? (например, зимний сад 15 - 30 ° C, комната 20 - 25 ° C (половинная амплитуда)), можно ли объединить HEAT с другими программами, например, чтобы рассчитать поток воздуха или моделировать большие здания? Спасибо за помощь.

Ответ.
Установленные граничные условия могут содержать только температуры с коэффициентом теплопроводности поверхности (сопротивлением поверхности), или заданный тепловой поток. Вы можете можете сделать испытания за год с температурами (синусоидально или ступенчато), но без солнечной радиации. HEAT3 имеет только одну функцию, но HEAT2 может обрабатывать три. Интерфейсов к другим программам не сделано.

_______

Вопрос.
Я поражён возможностями вашего программного обеспечения. Мне интересно использовать этот программный продукт для анализа небольшого помещения с различными слоями теплоизоляционных материалов. Однако у меня есть несколько вопросов:

1) Можно ли создать собственные материалы в библиотеке со свойствами пользователя?
2) Можно ли работать с моделями небольшого масштаба, а также с крупномасштабными (строительными) моделями?
3) Какова ваша политика с версиями обновлений / тех. поддержкой после приобретения HEAT2/3?
4) Можно ли данные по температурам и источникам тепла, зависимых от времени, вводить из файла?
5) Как решается задача конвекции пограничного слоя?

Ответ.

1. Да, откройте редактор материалов (пункт меню Материалы / Редактировать материалы в пре-процессоре, или дважды щелкните на любом материале в списке). Используйте пункт Редактировать / Добавить, чтобы добавить материал. См. он-лайн руководство для получения дополнительной информации. Новая предстоящая версия для выпуска 4 HEAT3 будет использовать тот же формат файлов для материалов, что и HEAT2.

2. Там действительно нет физических масштабных ограничений (длины могут быть к примеру 1E^-5 и 1E⁵ метров).

3. Смотрите информацию на сайте  www.buildingphysics.ru.

4. В HEAT2 граничные условия, источники тепла и внутренние пространства с определенной температурой могут быть функцией времени (синусоидальной, ступенчато-постоянной или ступенчато-линейной). Редактор функций (текстовый файл со ступенчато-постоянными или ступенчато-линейными значениями) может импортировать различные форматы, данные могут быть вырезаны и вставлены, например, из Excel. Подробности см. в руководствах.

5. Сопротивление теплоотдачи у поверхности (обратная величина коэффициента теплоотдачи) задано как фиксированное значение.  

_______

Вопрос.
Мне интересен тип программного обеспечения HEAT3, но для цилиндрических координат. У вас есть это для решения простой геометрической 3-х мерной задачи теплопроводности?  

Ответ.
У нас есть только старая программа для DOS для стационарной и нестационарной теплопередачи в цилиндрических координатах. Программа будет работать на  Windows 95/98 в режиме DOS.

Моделирование/Производительность (характеристики производительности)

Вопрос.
Я быстро протестировал 3D версию программного обеспечения HEAT3, загруженную 8 марта 2000 года: Мне нравится интерфейс (текстовый файл упорядоченный, но с непосредственными графическими обновлениями), но у меня есть большие опасения по поводу ограничений.

1) Для обычного применения у меня есть BGA IC (массив шариков интегральной микросхемы поверхностно-монтируемая интегральная микросхема) ) или Flip Chip (компонент в компоненте), в электронном приложении, где по оси X у меня может быть 13 шариковых выводов из припоя (может быть также 20, и столько же в направлении Y), каждый шар (маленькая сфера) представлен, к примеру на 4 клетках в X (сферы представлены в окне), и они разнесены, к примеру, также на 4 клетки.

Если я понял правильно, для 20 шариков мне нужно как минимум 40 сегментов по оси Х (один сегмент для каждого перехода материала как минимум, верно?).  Там может быть от 50 до 200 таких шариков припоя в моей модели в плоскости XY. Определение геометрии для повторяющихся структур должно выполняться легко, так как я могу написать небольшую программу C для создания файла DAT. Мой компьютер имеет 2 Гб оперативной памяти, и из того, что вы сказали, я ожидаю, что оперативная память ограничит число клеток только до 400 в X, Y, Z.

2) Граничные условия в HEAT3 можно определить с помощью функций, но только функцией по времени кажется, я был бы заинтересован в граничных условиях, где термическое сопротивление по направлению к наружной окружающей среде (или потоку) является функцией температуры, такое как: Q в Ватт = dS х Постоянная х ((T+273,15) ^ 4 - Постоянная) + dS х Постоянная х T ^ 0,25 (где dS это площадь ячеек). Только для стационарного режима. Получали ли вы какие-либо запросы от других клиентов по таким характеристикам, и трудно ли бы было это реализовать?

3) Я могу использовать маленькие размеры, такие, как несколько микрон (кристалл микросхем ...). Есть ли предел округления /сокращения в программном обеспечении, которые могут привести к ошибкам для малых размеров, как эти?

Ответ.
1. Да, вам нужны сегменты n*2-1 , где n - число ячеек. 200  ячеек будут использовать 399 сегментов. Может быть использована специальная версия:
-A. максимум сегментов 400, максимум ячеек 250, Nx=Ny=Nz=200  (требуется около 260 Мб оперативной памяти)
-B. максимум сегментов 400, максимум ячеек 250, Nx=Ny=Nz=400  (требуется около 2 Гб оперативной памяти)

Объем оперативной памяти составляет примерно N*32 +10 Мб. Следует отметить, что количество клеток не должны быть равным во всех направлениях. Например, Nx=500, Ny=500, Nz=50 потребует всего около 410 Мб оперативной памяти. Можете задать собственные поля данных.

Текстовый редактор может вмещать 16 Мб текста (160 символов в строке даст максимальное количество строк 100 000), таким образом это не должно представлять никакой проблемы для вас.

2. Можно было бы реализовать тепловой поток в соответствии с вашей формулой. Никакой другой клиент не запрашивал такой вид граничных условий.
3. Я думаю, что все будет хорошо, но я не могу ответить точно на этот вопрос, так как могут возникнуть проблемы с большим количеством ячеек. См. ответ 3.

_______

Вопрос. 
Я думал, что мне удалось сделать нестационарные расчеты в 3D, чтобы посмотреть температуры в углу фундаментной плиты, но мне кажется , что я ошибся ! Я был озадачен результатами , так как температуры, которые должны были совпадать с 2D нестационарными расчетами, различались в несколько градусов. Когда я вернулся , чтобы посмотреть входные данные, я обнаружил, что забыл изменить теплоёмкость - все материалы были установлены на 10E ^-6 (тем не менее, он принял для расчета наибольшее значение из 4 дней) . Когда все было исправлено , эти значения удивительно замедляли работу ! Я попытался упростить это, но даже с меньшим количеством ячеек проблема не решилась.

После неудачных попыток я решил запустить файл SLAB со средней температурой 9,4 , для периода - 1 год, амплитуды 10, и фазы 0, после первоначального стационарного расчета без изменений . Я изменил только одно граничное условие . При запуске для времени процессора 59m19s, ICPS = 185425 , мне удалось моделировать лишь 1m22s виртуального времени. Это означает, что (кроме случаев, когда отношение между реальным и виртуальным временем является нелинейным ) для определения температуры спустя 10 лет потребуется всего 600 лет или около того! Мои собственные модели , даже если сильно упрощенные, занимали одинаковое количество времени. Является ли это разумным, или я должен искать какую-то ошибку в моем оборудовании ? Я работаю на Windows 2000 Professional на AMD Athlon 950.

Если мое оборудование удовлетворяет требованиям, я должен отказаться от идеи сделать нестационарные 3D расчеты для сравнения температур на внешних углах с изоляцией и без, если вы не видите другого решения. С очень низкими теплоемкостями расчеты находятся в пределах возможного, но я предполагаю, что результаты являются ложными. Можете ли вы это подтвердить? Я не заинтересован в расчете потока настолько, как температуры.

Моя следующая идея заключается сперва в использовании нестационарных 2D расчетов, а затем в нахождении наружной температуры, которая дает минимальную годовую температуру фундаментной плиты в середине между углами в 3D стационарном расчете. Разумно было бы предположить, что температурные условия в угле, вычисленные теми же средствами, также приблизительно равны годовому минимуму?

Как всегда, любые предложения приветствуются.

Ответ. 
Причина, по которой это заняло так много времени, для примера фундаментной плиты, является то, что не установлены правильные значения теплоемкости для этого нестационарного случая. Они все равны 1.0, что может быть причиной 1E6 или так неправильно. Я попробовал поэкспериментировать с теплоемкостями, установленными равными 1E6 для всех материалов для того, чтобы получить представление о времени моделирования (значение для изоляции, конечно, не очень хорошее). Мне потребовалось время для процессора 45 мин, чтобы смоделировать один год (ICPS 720 000).

Моё оборудование - это PIII 500 МГц. Ваш компьютер должен быть почти в два раза быстрее (я предполагаю, что около 1,9 раз). Я немного озадачен, что вы получаете от ICPS (клетки, полученные с помощью метода итерации в секунду) только 185425. Должно быть около 1,2 млн., если мы посмотрим на тактовой частоте для PIII и Athlon (я сделал некоторые испытания на Athlon 850, который был в 1,8 раза быстрее, чем мой PIII 500 для некоторых расчетов HEAT2). Может быть, у вас есть другие резидентные программы, которые занимают время процессора.

Сколько времени нужно для того, чтобы решить задачу "bench.dat" в HEAT2  на вашем компьютере? Просто загрузите файл и нажмите клавишу F9. Она занимает 29 сек на моем компьютере, 2678 итераций, N = 25600 клеток, HEAT2 ICPS = 2.36 миллиона. В руководствах есть несколько дополнительных ориентировочных показателей.

Если вам интересны температуры, в углах около плиты (возможно, в пределах 1 м от поверхности грунта или около того) я думаю, что верные 3D расчеты будут лучшим вариантом. Там могут существовать некоторые приёмы (хитрости) в 2D в конкретном случае, но я не знаком с ними.

_______

Вопрос.

Я не возился много со Slab Demo, но, возможно, некоторые предложения будут полезны. Если я правильно понимаю, изоляция проходит только под зданием и не предусмотрена по периметру за пределами здания. Из-за опасений по поводу промерзания, эта модель приносит мало пользы в нашем климате. Годовой поток тепла из здания представляет интерес, конечно, но мне также нужны гарантии, что земля не промерзает под зданием.

С помощью HEAT3 я собираюсь попробовать исследовать эффект от комбинации изоляции под бетонной плитой на грунтовом основании, с изоляцией по периметру в горизонтальной плоскости в грунте, простирающейся за пределы здания, включая угол здания. (Учитывая скорость моего компьютера, и мой возраст, есть ли вероятность завершения этой задачи в течение моей жизни?)

Чтобы ускорить процесс, я начал с 2-х мерной модели в стационарном режиме, со среднегодовой наружной температурой, чтобы получить стартовое температурного поля. Сейчас я собираюсь запустить нестационарный расчет, с f1 = 0 (то есть, начиная с августа, более или менее), с остановкой через месяц. Я начинаю с августа в надежде минимизировать различия между стационарными и нестационарными температурными полями. Как видно из первоначального прогресса, для расчета понадобится целый месяц! (Пока потребовалось более часа, чтобы сделать времениную модель 10s.) Я могу несколько ускорить этот процесс, удалив драйверы устройств и фоновые процессы, и воздержаться от выполнения других задач, но это, кажется слабая надежда. Можете ли вы предложить способы, чтобы получить менее точный ответ за меньшее время?

По полной программе я пытаюсь выполнить следующие действия:

1. Какая минимальная температура у опорной несущей поверхности в течение годового цикла, с использованием 2D нестационарной модели? (На данный момент, я делаю это в HEAT3 и 1 вертикальной слой из 3D-модели со всей изоляцией грунтового основания со свойствами для грунта, и количество клеток снижается.

2. Для полноценной 3D-модели, в тех же условиях, какая температура под основанием на углу, и как далеко назад вдоль стенки распространяется влияние угла?

3. Какая наружная температура в стационарном режиме будет давать ту же температуру в основании фундамента, как в шаге 1, в 2D?

4. В стационарном режиме в 3D, будет такая же наружная температура давать то же температурного поля в углу, как в шаге 2?

5. В стационарном режиме в 2D, если добавляется изоляция под плитой, какая дополнительная изоляция необходима снаружи здания, чтобы восстановить равновесие до той же температуры, что и в 3?

6. В стационарном режиме в 3D, с изоляцией под плитой, какое увеличение на углу необходимо, чтобы восстановить его до той же температуры, что и в шаге 2?

Любые предложения, которыми вы смогли бы поделиться, приветствуются.

Ответ.

Возможно, глава 11 "Некоторые советы" в руководстве HEAT2 сможет вам помочь. Большинство относится к 3D случаям. Лучше использовать быстродействующий компьютер с современным процессором Pentium или Athlon. Использование большого числа ячеек увеличит временной шаг , но и увеличить численную ошибку .

Когда у меня возникают проблемы такого рода с промерзанием, я обычно начинаю со стационарной температуры (со среднего значения наружной температуры) , а затем продолжаю со нестационарными расчетами, синусоидально, возможно 3-5 лет, пока более или менее то же самое колебание не будет достигнуто. После этого я применяю внезапно холодный промежуток времени (например, -18 C) в течение 1 или 2 недель и смотрю на изотермы под домом или возле него. Правило " шведского пальца" состоит в том, что нулевая изотерма не должна опускаться ниже 45 градусной линии , которая идет под домом. Однако, если грунт не промерзает, нулевая изотерма может пойти под домом. Угол (3D) обычно используется, когда исследуется наихудший сценарий. Вторая часть немецкого отчета, с которым вы столкнулись, с добавлением горизонтальной изоляции снаружи угла дома .

Даже если на нестационарные расчеты требуется время , я думаю, что лучше сделать их, чем пытаться приблизить температурное поле близко к стационарным расчетам для плиты.

_______