LabVIEW MathScript薄板热流模拟

热流模拟是热设计关键环节，传统工具精准但开发周期长，本 VI 利用 LabVIEW 优势，面向工程师快速验证需求，在初步方案迭代、教学演示等场景更具效率，为热分析提供轻量化替代路径，后续可结合专业工具，先通过本 VI 快速定性分析，再用传统工具精准求解，提升研发流程效率。此VI用于模拟单点热源下薄板的热流，求解带周期边界条件的椭圆型偏微分方程，借助LabVIEW MathScript Node 实现自定义函数，结合鼠标与图形光标交互。

功能说明

1.     初始化温度场：依据初始背景温度，用 temp = st*ones(x,y); 构建初始温度分布，为热流模拟提供基础。

2.     自定义函数运算：通过 rotatecolumns 函数对温度场数据列旋转，得到 horzLeft（左水平旋转）、horzRight（右水平旋转）、vertLeft（左垂直旋转）、vertRight（右垂直旋转）等中间数据，用于后续温度场更新。

3.     温度场更新：整合旋转后数据 temp = temp + horzLeft + horzRight +vertLeft + vertRight; temp = temp/2; ，并重置点热源区域温度 temp(x, y) = pointTemp; ，模拟热源热传递。

4.     交互与输出：支持鼠标拖动光标移动热源（获取 Cursor.Position 确定热源坐标），计算平均温度 avg = mean(mean(temp)); ，输出温度场与平均温度。

使用场合

适用于热传导基础研究、电子设备散热模拟（如芯片发热对薄板基板热分布影响）、材料热性能测试分析等场景，帮助工程师快速构建热流模拟模型，定性分析温度场变化。

特点

1.     交互性强：支持鼠标拖动热源，实时改变模拟条件，直观观察温度场动态变化。

2.     自定义灵活：借助 rotatecolumns 自定义函数，可扩展调整数据处理逻辑，适配不同热流模拟需求。

3.     功能集成度高：集初始化、运算、交互、输出于一体，在 LabVIEW 环境内便捷实现热流模拟全流程。

注意事项

1.     函数依赖：rotatecolumns 需确保已正确保存并加载，否则自定义函数调用失败，中断模拟。

2.     边界条件：周期边界条件需严格适配模拟场景，若实际为非周期边界（如薄板边缘热交换复杂），需修改代码调整，否则结果偏差。

3.     参数范围：初始背景温度、点热源温度、尺寸等参数需合理设置，极端值（如温度过高 / 过低）可能导致计算溢出或物理意义失真。

功能对比

对比维度	本 VI	传统数值模拟工具（如 ANSYS 热模块 ）
使用门槛	基于 LabVIEW ，工程师熟悉  LabVIEW 基本操作即可上手，侧重快速搭建与交互	需掌握专业仿真知识、复杂前处理（建模、网格划分等 ），学习曲线陡
功能深度	聚焦基础热流模拟，自定义函数灵活但物理场耦合等复杂功能需二次开发	涵盖多物理场耦合、高精度求解算法，功能全面深入，适合专业精准模拟
交互便捷性	LabVIEW 图形化交互，鼠标拖动等操作直观，实时反馈模拟变化	交互依赖软件界面设定，多需参数面板调整，实时动态交互性弱于本 VI

热流模拟是热设计关键环节，传统工具精准但开发周期长，本 VI 利用 LabVIEW 优势，面向工程师快速验证需求，在初步方案迭代、教学演示等场景更具效率，为热分析提供轻量化替代路径，后续可结合专业工具，先通过本 VI 快速定性分析，再用传统工具精准求解，提升研发流程效率。