尽管热管在实际应用中已经展现出了其优越的性能，但在设计和优化过程中仍然面临诸多挑战。实验测试虽然能够提供真实的数据，但往往成本高昂且周期长。此外，实验条件难以完全控制，可能会受到环境因素的影响。因此，仿真技术在热管设计和优化过程中起到了至关重要的作用。

热管模拟仿真目的

热管仿真的难点

物理模型复杂性：热管仿真涉及到两相流、多组分流动、相变现象、复杂的传热机制以及毛细力驱动的回流效应，这些都需要高精度的数学模型来描述。

边界条件设置：准确设定热管两端及壁面的热通量、压力、湿度等边界条件是仿真结果准确性的关键，而在实际情况中这些条件可能会随时间和空间变化。

微尺度效应：部分热管内部结构具有微观特征，如微槽、多孔介质等，这类微尺度效应对传热有显著影响，但建模难度较大。

数值计算挑战：求解涉及非线性方程组的稳定性、收敛性和计算资源需求较高，特别是在处理大规模三维模型时。

专业的热管模拟仿真模块

HeatPipePro是专用于热管内部流动、传热和传质仿真的模块。它能够精确分析热管中的吸液芯毛细驱动流动问题，揭示流体在微小通道中的流动机制；能够有效处理吸液芯表面的两相相变问题，准确模拟液体蒸发和气体冷凝过程；能分析冷凝器内部壁面的冷凝问题，评估冷凝效率和冷凝液分布；能够全面分析整个热管回路的工作状态，预测其在不同工作条件下的性能表现，为热管产品的研发提供有力支持。

典型应用案例

■ 航天器热管相变冷却

热管相变传热的物理过程复杂，涉及两相流动、换热、传质等现象，为时间与空间多尺度两相流形态。软件采用高效的Lee模型进行蒸发、冷凝现象的计算，多相流模型采用均相模型，可以模拟相变热管的热传递全过程。

软件通过模拟蒸发器内的毛细压力模型和沸腾模型，分析了蒸发器在不同工况下的性能表现，并验证了冷凝器内蒸汽冷凝过程受多种因素影响，为蒸发器和冷凝器的设计和优化提供了有力支持。