下面就是常見(jiàn)的這“五宗罪”：
1、 當(dāng)需要瞬態(tài)分析時(shí)仍進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析
無(wú)論是從節(jié)約成本還是減少模擬的復(fù)雜性考慮，簡(jiǎn)化測(cè)試方案都非常具有誘惑性，人們也自然而然地想到采用穩(wěn)態(tài)分析。這樣，很多人都錯(cuò)誤地將模擬環(huán)境建成了一個(gè)“平衡”或是“穩(wěn)態(tài)”狀態(tài)。
但是真實(shí)世界不是一成不變的，我們生活在一個(gè)瞬息萬(wàn)變的世界。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，汽車(chē)對(duì)于動(dòng)態(tài)作用力的反應(yīng)能力就會(huì)影響到它的性能。
有時(shí)我們會(huì)在一小段距離內(nèi)不斷地啟停，有時(shí)又會(huì)長(zhǎng)時(shí)間以恒定的速度駕駛;有時(shí)我們重載上坡，有時(shí)又會(huì)下坡滑行;有時(shí)我們?cè)诤涞囊雇眈{駛，有時(shí)又在一天中熱的時(shí)候出去高速行駛。
為反映汽車(chē)在實(shí)際中的使用情況，有一個(gè)能進(jìn)行瞬態(tài)分析的工具就非常重要，因?yàn)橹挥羞@樣才能非常好地模擬汽車(chē)的真實(shí)狀況。否則，會(huì)設(shè)計(jì)并制造出一個(gè)“浪費(fèi)能量的產(chǎn)品”。比如說(shuō)，HVAC系統(tǒng)設(shè)計(jì)出的功率比實(shí)際需要的功率更大，或者添加了一個(gè)不必要的隔熱件或是防護(hù)罩——終都會(huì)產(chǎn)生額外的設(shè)計(jì)、制作以及材料成本。
2、 為了節(jié)省時(shí)間和經(jīng)費(fèi)而減少分析工況的數(shù)量
工程師常常將減少熱模擬中的設(shè)計(jì)變量作為節(jié)約設(shè)計(jì)成本的一種途徑，而用“壞情況”取而代之，希望通過(guò)選擇寬的取值范圍來(lái)彌補(bǔ)設(shè)計(jì)變量少的不足，但是這種想法往往終被證明都是錯(cuò)誤的。
例如，有時(shí)工程師會(huì)通過(guò)高速駕駛對(duì)高性能車(chē)輛進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)苛刻條件下的性能表現(xiàn)。然而，對(duì)于熱模擬來(lái)說(shuō)，高速也許不是苛刻的條件，因?yàn)楫?dāng)汽車(chē)高速行駛時(shí)存在大量的氣流可以冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣就會(huì)導(dǎo)致過(guò)設(shè)計(jì)或欠設(shè)計(jì)，因?yàn)槭褂脳l件是基于直覺(jué)的猜想，而不是對(duì)真實(shí)情況的模擬或是測(cè)試。
因此，熱模擬需要采用的快速分析軟件對(duì)高保真模型進(jìn)行仿真，考慮全部變量和測(cè)試情況。否則可能會(huì)錯(cuò)過(guò)設(shè)計(jì)后期才會(huì)暴露出來(lái)的潛在問(wèn)題。到那時(shí)，設(shè)計(jì)更改的代價(jià)會(huì)更昂貴，而且影響整個(gè)項(xiàng)目的周期，終既不能節(jié)省時(shí)間也不能節(jié)省經(jīng)費(fèi)。
3、 應(yīng)用物理假設(shè)而忽略特殊情況
對(duì)測(cè)試環(huán)境進(jìn)行假設(shè)非常有用，也可能節(jié)約時(shí)間。但是，這樣做同樣存在風(fēng)險(xiǎn)和不準(zhǔn)確性——尤其是沒(méi)有考慮到特殊情況的時(shí)候。拉斯維加斯的Vdara酒店就是很好的例子。這個(gè)設(shè)計(jì)聲稱完美曲面的全玻璃幕墻。然而，該設(shè)計(jì)并沒(méi)有在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行熱模擬，而終證明代價(jià)是昂貴的。在建筑物的凹面，太陽(yáng)光在一天內(nèi)的某些時(shí)候會(huì)集中在一處，導(dǎo)致酒店前的一塊區(qū)域非常熱而住客無(wú)法使用。TAI的熱設(shè)計(jì)專表示，如果設(shè)計(jì)中建立一個(gè)熱模型，完整模擬一天內(nèi)各時(shí)刻的情況，考慮玻璃的曲率對(duì)太陽(yáng)光的聚焦效果，那么這個(gè)特殊的熱場(chǎng)景就可以被預(yù)測(cè)到，從而避免將這種設(shè)計(jì)付諸實(shí)踐。遺憾的是，酒店設(shè)計(jì)方面沒(méi)有進(jìn)行熱模擬，而是不幸地得到了 “死亡射線酒店”的綽號(hào)。
這種情況在酒店設(shè)計(jì)中非常常見(jiàn)，而且在別的應(yīng)用中也是普遍存在的。比如，遮陽(yáng)傘或是遮陽(yáng)蓬的反射表面，會(huì)將光和熱反射到未曾預(yù)料到的地方，除非準(zhǔn)確地模擬或測(cè)試。
4、 評(píng)價(jià)HVAC采用固定的溫度水平而不是實(shí)際的舒適度水平
測(cè)試汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)能否將溫度控制到23度是一回事，而人在車(chē)中是否真正舒適則是另一回事。伯克利舒適性模型能夠基于生理的指標(biāo)明確評(píng)估預(yù)測(cè)乘客的舒適度，考慮人對(duì)環(huán)境因素的生理反應(yīng)，比如人員在進(jìn)入車(chē)輛前的新陳代謝熱量、顫抖、呼吸、血管擴(kuò)張或收縮、出汗、衣著以及乘客的活動(dòng)量等。
實(shí)際上，近的研究表明，達(dá)到舒適的時(shí)間會(huì)隨著各種因素的變化而變化，如乘客活動(dòng)量。在這一點(diǎn)上，包括恒潤(rùn)科技在內(nèi)的很多單位的技術(shù)人員都知道，基于環(huán)境測(cè)試的溫度指標(biāo)與基于生理的舒適度指標(biāo)是不一致的。
采用相對(duì)簡(jiǎn)單的環(huán)境控制策略，對(duì)人體舒適評(píng)估的不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致更高的能耗，或是無(wú)法通過(guò)可靠的方法使得乘客感到舒適。
5、 工具沒(méi)有耦合或耦合不夠充分
工程技術(shù)人員已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到將熱分析與CFD工具耦合，是模擬熱動(dòng)力學(xué)模型更可靠的途徑。在熱與CFD的聯(lián)合仿真方面，也能考慮更多的變化。
然而，我們必須要知道的是，目前CFD軟件在瞬態(tài)分析方面的計(jì)算量巨大，所以單獨(dú)仿真可能會(huì)得到不準(zhǔn)確的熱結(jié)果。比如，在汽車(chē)機(jī)艙內(nèi)，有三個(gè)不同的因素影響熱交換——發(fā)動(dòng)機(jī)本身的熱輻射、部件之間相互接觸的熱傳導(dǎo)以及流動(dòng)復(fù)雜的氣流引起的熱對(duì)流——在車(chē)輛實(shí)際駕駛過(guò)程中它們都會(huì)在大小和持續(xù)時(shí)間上不斷變化。
因此，何時(shí)進(jìn)行耦合、使用什么工具耦合同樣重要。設(shè)計(jì)周期的早期進(jìn)行耦合，可以做一個(gè)測(cè)試并將結(jié)果用作下一個(gè)測(cè)試的邊界條件。在設(shè)計(jì)周期中持續(xù)這個(gè)流程能得到“虛擬樣機(jī)”——設(shè)計(jì)階段進(jìn)行模擬和仿真，能夠顯著節(jié)約從概念到成型的時(shí)間，節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)。
如何避免這些錯(cuò)誤?瞬態(tài)分析采用高保真的熱模型和的求解器。
通常情況下，“穩(wěn)態(tài)”分析類似于“原始”測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，提供了一些有用數(shù)據(jù)，但也忽略真實(shí)世界中存在的許多元素。
瞬態(tài)分析則更準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)、模擬和預(yù)測(cè)了真實(shí)的場(chǎng)景。更真實(shí)的結(jié)果也意味著更低的生產(chǎn)成本、快速而更準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)以及用戶更好的性能體驗(yàn)。
