热仿真中稳态与瞬态的区别

对于热仿真，根据是否随时间变化，可分为稳态（steady）仿真和瞬态（transient）仿真两类。

从数学计算的角度，所谓稳态是指物理量不随时间变化的定常过程，即计算域中所有物理量均满足关系式：

∂Φ/∂t=0

对于瞬态，上述关系式不成立。

从物理过程的角度，是不存在稳态过程的。稳态为瞬态过程的一种理想化状态，是物理过程发展无限长时间后的结果。

对于传热问题，由于材料比热容这一系统惯性项的存在，温度变化是随时间逐步变化的过程，其时间尺度相对于流动等其他物理过程而言长得多。在固定的热源和热边界条件下，温度随时间变化曲线类似下图所示，随着时间延长，温度无限趋近于稳态值。

稳态和瞬态选择的适用场景：

稳态适用于分析长时间稳定后的状态但是对于需要多长时间才能达到稳定状态并不关心，如：

• 设备在长时间满负载运行时的最高温度

瞬态适用于：

  1 分析的问题为时间相关或者仅关注短时间过程，如：

• 设备停机后多长时间能够冷却至室温状态
• 设备超载状态下运行10分钟后的最高温度

  2 分析的问题，热源、热边界条件等随时间改变，如：

• 锂电池整个充电过程中的温度变化