熱模擬的案例
熱模擬驅動產品設計 — 降低高密度PCB板溫度的方法論
隨著電流的增大，焦耳熱可能變成了一個巨大的挑戰(zhàn)。如果內部產生的熱量相對較高，加上比較惡劣的高溫外部環(huán)境，熱挑戰(zhàn)就會被放大許多倍。
一、產品
對某一個汽車電子單元產品進行分析，它支持車輛上的多種應用。為了滿足所有這些需求，PCB板上需要通入較高的電流。銅層，由于尺寸的限制，在流入高密度電流后，導致更高的焦耳熱。除此之外，電路板上的器件也會有大量的熱生成。相應的結果就是，整個PCB板上的器件處于高溫的狀態(tài)下。
二、電—熱耦合模擬
PCB板的電-熱模擬有助于
1、可視化整個板子的熱場；
2、識別電流流動的瓶頸；
3、識別電路板上的熱點，以便對PCB板銅箔布局進行優(yōu)化，降低銅箔產生的焦耳熱。
在本研究中，通過熱風險管理方法（Thermal Risk Management tool，TRM）電-熱模擬來進行，該工具用于計算電子器件和PCB的溫度。
三、仿真模型
該模型由元件及其各自的功耗、PCB板內部的熱過孔及熱耗、PCB板基材（FR4)、不同的銅層、銅層之間電流流動的導電體、輸入輸出引腳等等。
外殼結構的影響主要體現(xiàn)在邊界條件對應的換熱系數(shù)上。總的換傳系數(shù)是考慮整個產品的傳導、對流和輻射，進行系統(tǒng)級的共軛傳熱模型導出的，電流(I)被分配給輸入和輸出的引腳。將環(huán)境溫度作為邊界條件應用于PCB及元件。
四、模擬的有效性
為了通過消除熱瓶頸來評估產品的熱風險，提高產品的使用壽命，對元件、PCB和塑料外殼的溫度與極限進行了比較。
由于電子產品的溫度每升高10°C，其壽命將減少一半，所有的電子產品將必須保持在合理的工作溫度下。
展開 本版塊致力于焊接過程熱模擬
本版塊致力于焊接過程熱模擬，歡迎高手駐扎
lammps案例：石墨烯熱導率模擬計算（EMD方法)
在前面的文章中，介紹了非平衡態(tài)下石墨烯的熱導率模擬方法，本文介紹第二種熱導率模擬方法：使用平衡態(tài)分子動力學（EMD）計算熱導率。
本文仍然以石墨烯熱導率計算為例，以供大家對比參考。
在平衡態(tài)下計算熱導率，主要計算公式為Green-Kubo。
用到的主要命令為compute heat/flux。
用法為：
compute myFlux all heat/flux myKE myPE myStress
其中，myKE為原子動能，myPE為原子勢能，myStress為原子應力。
在使用compute heat/flux命令前，必須提前計算出這三個量的值。
下面給出石墨烯EMD熱導模擬代碼，代碼已經(jīng)注釋。data文件可自己建模，也可加微信sunnyfirst888聯(lián)系獲取。
熱導率具體計算方法在集訓營會有詳細介紹，如有需要可微信聯(lián)系。
案例代碼
本文作者小馬老師正式推出一對一咨詢輔導服務，根據(jù)課題方向不同詳細講解對應的in文件編寫方法、模擬關鍵技術、數(shù)據(jù)后處理，經(jīng)一對一咨詢輔導后能夠獨立編寫出in文件。
公眾號:
320科技工作室
展開 雙層幕墻熱氣流流體動力學熱工模擬
雙層幕墻熱氣流流體動力學熱工模擬
煙囪效應，是指戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強對流的現(xiàn)象。煙囪效應的產生。在有共享中庭、豎向通風風道、樓梯間等具有類似煙囪特征——即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構筑物中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，沿著通道很快進行擴散或排出建筑物的現(xiàn)象，即為煙囪效應。
在建筑設計中，利用熱壓差實現(xiàn)自然通風就是利用的“煙囪效應”原理它是利用熱空氣上升的原理，在建筑上部設排風口可將污濁的熱空氣從室內排出，而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸入。熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關，室內外溫差和進、出風口的高差越大，則熱壓作用越明顯。在建筑設計中，可利用建筑物內部貫穿多層的豎向空腔滿足進排風口的高差要求，并在頂部設置可以控制的開口，將建筑各層的熱空氣排出，達到自然通風的目的。與風壓式自然通風不同，熱壓式自然通風更能適應常變的外部風環(huán)境和不良的外部風環(huán)境。
雙層玻璃幕墻外層玻璃受太陽輻射熱作用下，熱通道內空氣被加熱，產生質量力形成自然熱氣流，這種現(xiàn)象就是“煙囪效應”。煙囪效應在雙層玻璃幕墻中的使用，還有效的阻擋了熱量的傳遞，降低建筑墻體的傳熱系數(shù)，達到了節(jié)約建筑能耗的作用。
本次模擬計算我們作以下的基本假設：
①穩(wěn)定的外界環(huán)境條件；
②熱通道內的空氣為不可壓縮牛頓流體，并且滿足Boussinesq假設；
③不考慮玻璃壁面蓄熱；
④假定幕墻密封性能好，不考慮空氣漆透；
⑤常溫下幕墻材料特性與溫度無關；
⑥忽略室外風速的影響。
選用的計算模型：
①RNG k-ε湍流模型；
②DO熱輻射模型；
③太陽輻射模型。
計算結果：
文章來自微信公眾號CFD仿真
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請問有老哥知道復合材料的熱拉伸模擬怎么做嗎？就是先加恒定的熱通量一段時間，然后拉伸？
請問有老哥知道復合材料的熱拉伸模擬怎么做嗎？就是先加恒定的熱通量一段時間，然后拉伸？還有就是如果做實驗的話用什么儀器來做呀？
熱處理、焊接模擬和焊接裝配軟件SYSWELD介紹
系統(tǒng)主要功能模塊和模擬向導：
Heat treatment Advisor 熱處理向導
Welding Advisor 焊接向導
Assembly Advisor 裝配模擬向導
WELD ADVISOR焊接模擬向導
模擬工具
SYSWELD內置了一系列非常有效的工具軟件，用于獲取和校驗熱物理模擬的物理數(shù)據(jù)，如熱傳導系數(shù)校驗工具，焊接熱源校驗工具，材料CCT曲線校驗工具，材料冷卻曲線校驗工具等等。采用工具軟件，能準確地獲取模擬所需要的物理數(shù)據(jù)。
熱傳導系數(shù)校驗工具
模型設置
高效友好的用戶界面，用戶能將精力集中于物理問題，而非耗散在軟件使用上；
? 獨特的工藝向導技術(Advisor),將復雜的物理問題簡單化，條理化，事半功倍；
? 對于工業(yè)用戶，向導模板可以解決超過95%的工業(yè)問題；
? 對于高級用戶，高級模塊(Expert User)可以滿足各種獨特的需求，內置的SIL語言可實現(xiàn)無限的用戶接口和軟件客戶化。
SYSWELD的標準用戶界面
材料數(shù)據(jù)
得益于長期的合作開發(fā)和工業(yè)驗證，SYSWELD的材料數(shù)據(jù)庫包含了熱、與溫度和相成分相關的異常復雜的機械和冶金材料數(shù)據(jù)庫。在商業(yè)版本中，直接著名鋼鐵、鋁合金和灰鐵廠商的材料已經(jīng)包含在內。
展開 摩擦生熱的模擬
最近有網(wǎng)友問摩擦生熱的模擬，并上傳了KEY文件，下了后簡單地看了一下，做了些修改，加上我自己的理解。實現(xiàn)了這個模擬。
下圖是后處理動畫。需要注意的就是正確理解相關的一些基本概念。
比如庫侖摩擦第一定律（滑動摩擦定律）：摩擦力跟作用在摩擦面上的正壓力成正比，跟外表的接觸面積無關，即：f＝μ·N。
大家看過后處理動畫后，我提個問題，誰能告訴我為什么只有下半部分溫度升高，我給他加分。
(文件大，我做了1000步模擬，全傳傳不上來，只取了一部分。)
BGA焊點的失效分析及熱應力模擬
在此基礎上，采用ＡＮＳＹＳ有限元軟件，模擬分析了熱載荷作用下ＣＢＧＡ焊點的三維應力應變行為。研究了影響焊點（鼓形、柱形）熱應力應變分布的幾個因素（半徑、高度、間距），為在實際焊接過程中，對從焊點形態(tài)的角度控制焊點質量提供了理論依據(jù)。同時還研究了兩種典型無鉛焊球（Ｓｎ９５．５／Ａ９３．８／Ｃｕ０．７，Ｓｎ９６．５／Ａ９３．５）與含鉛焊料（Ｓｎ／３７Ｐｂ）的熱應力應變分布，并對結果作了分析比較。得出Ｓｎ９５．５／Ａ９３．８／Ｃｕ０．７焊點的ｖｏｎｍｉｓｅｓ等效應力應變最大值小于Ｓｎ９６．５／Ａ９３．５焊點與Ｓｎ／３７Ｐｂ焊點，為電子焊料無鉛化材料體系的選擇提供了理論依據(jù)
BGA焊點的失效分析及熱應力模擬.pdf
展開 abaqus碳纖維復合材料熱固化模擬-球形件模型 ￥400
abaqus碳纖維復合材料熱固化模擬，球形件模型，chile模型，內附inp，CAE，ODB模型
高薪誠聘熱處理模擬
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Moldex3D模流分析之熱循環(huán)試驗模擬預測熱疲勞
最常見的破壞模式來自于產品內部組件因為熱膨脹系數(shù)差異(CTE differences) 較大而反復受到產品內部組件交界面熱應力與降溫周期中累積的殘余應力(residual stress)影響，最終造成組件間脫層、組件斷裂或是最常見的錫裂(Solder crack)。
實務上，從組件產品設計、開模、封裝到實際進行溫度循環(huán)試驗往往需要耗費大量的時間、人力以及物力。因此，如何以計算機仿真溫度循環(huán)試驗，并將模擬中預測之熱循環(huán)次數(shù)作為設計變更、設計優(yōu)化的參考依據(jù)，進而加速整體流程及節(jié)省開發(fā)成本，就成為一個重要的議題。
熱疲勞模型
為了模擬熱疲勞破壞(Thermal fatigue)現(xiàn)象，有許多研究提出熱疲勞模型(Thermal fatigue model)，可依照模型采用的物理量區(qū)分為三大類：應力(Stress base)、應變(Strain base) 以及能量(Energy base) 的模型。其中又以基于應變的 Coffin-Manson Model 最為廣泛的被使用于預測較低循環(huán)周期的疲勞破壞(Wang et al 2017)。Coffin-Manson Model 預測的循環(huán)周期模型為：
此模型以材料延性疲勞參數(shù)(Fatigue ductility coefficient) 、塑性應變量值(amplitude of plastic strain) 與延性疲勞指數(shù)(Fatigue ductility exponent) 以預測疲勞周期數(shù)。延性疲勞指數(shù)可經(jīng)由 Modified Coffin-Manson Model：
塑性應變模型
熱疲勞模型參數(shù)除了可由查表或實驗取得的材料延性疲勞參數(shù)；以及經(jīng)由欲模擬的熱循環(huán)試驗參數(shù)可得之周期平均溫度與周期頻率。
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CFD學習：模擬湍流熱通量分布
努塞爾數(shù) -流體表面發(fā)生的對流換熱可以通過努塞爾數(shù)來測量。努塞爾數(shù)可以表示為流體表面的無單位溫度梯度。
在 RB 對流系統(tǒng)中，普朗特數(shù)和瑞利數(shù)決定流動動力學。此類系統(tǒng)中的湍流熱通量是根據(jù)努塞爾數(shù)來測量的，其對瑞利數(shù)和普朗特數(shù)的依賴性由從實驗數(shù)據(jù)獲得的預因子給出。
模擬湍流熱通量分布
湍流和傳熱在工業(yè)過程中無處不在。例如，在熱交換器應用中，利用了湍流和熱傳輸。在此類系統(tǒng)中，壁的性質或紋理影響過程的效率和熱通量分布。
當湍流被限制在固體表面時，邊界層會在壁附近形成。速度邊界層在壁面附近具有零值，并且在流動的核心處達到相當大的值。類似地，溫度從熱（底部）到冷（頂部）溫度變化到流核心的中間溫度。
RB湍流對流中邊界層形成的速度和溫度梯度影響動量分布和熱通量分布。有必要對湍流熱通量分布和行為進行建模，以進一步提高換熱效率和性能。
湍流熱通量傳輸方程是熱交換器系統(tǒng)建模的數(shù)學基礎。根據(jù)流動特性，湍流熱通量傳輸方程中通常存在對流項、擴散項和壓力-溫度梯度項。通過準確地模擬湍流熱傳輸，可以預測所考慮的系統(tǒng)中的平均溫度分布和湍流熱通量分量分布。通過從湍流熱通量模型中獲取知識可以提高熱傳輸系統(tǒng)的整體精度。
湍流熱通量的動力學
與湍流熱通量分布和行為相關的動力學需要對湍流熱傳輸系統(tǒng)進行建模。Cadence 的 CFD 工具可以通過行業(yè)領先的網(wǎng)格劃分方法、強大的求解器和后處理功能，幫助您對動態(tài)流體流動系統(tǒng)中的湍流熱通量分布進行建模。
訂閱我們的時事通訊以獲取最新的 CFD 更新或瀏覽 Cadence 的CFD 軟件套件（包括Fidelity和Fidelity Pointwise），以了解有關 Cadence 如何為您提供解決方案的更多信息。
文章來源：cadence博客
展開 借助SOLIDWORKS熱分析模擬變化過程 | 操作視頻
借助SOLIDWORKS熱分析模擬變化過程 | 操作視頻
穩(wěn)態(tài)熱力分析、瞬態(tài)熱力分析，大家應該都比較熟悉了，通過SOLIDWORKS Simulation熱分析可以看到最終的熱力分布或者溫度變化情況，這些分析都是熱源穩(wěn)定的狀態(tài)，如果熱源是變動的呢？SOLIDWORKS Simulation熱分析提供了可變的熱源工況，使用它就可以分析這類工況了。
對于熱源的變化，SOLIDWORKS Simulation熱分析提供時間曲線、溫度曲線兩種設置。
1、時間曲線可以指定溫度、對流、熱流量、熱量和輻射等隨時間變化的變化，并生成特定算例對應的時間曲線，也可以將曲線保存到庫中以備再次使用。
2、 溫度曲線可以指定對流系數(shù)、熱流量、熱量和輻射等參數(shù)的變化情況，并生成特定算例對應的溫度曲線，也可以將曲線保存到庫中以備再次使用。
其他關于“熱源的變化如何影響產品的溫度變化？”的功能說明和注意事項，詳見如下視頻：
熱源的變化如何影響產品的溫度變化？
聯(lián)系我們
展開 使用 Simufact Welding 2024.2 進行電弧焊接過程熱機械模擬 ￥10
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使用 Simufact Welding 2024.2 進行電弧焊接過程熱機械模擬
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2025年7月9日
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焊接仿真軟件在現(xiàn)代工程實踐中的價值日益凸顯，它無需進行物理試驗即可預測溫度場、殘余應力和變形。在本項目中，我們采用 Simufact Welding 2024.2 軟件，通過熱機械方法對電弧焊工藝進行建模和分析。該模型涉及兩塊由 S235-JMP-MPM-sw 鋼制成的鋼板，以及由虛擬機器人應用的單焊道軌跡。
展開 基于Polyflow的制杯機熱成型仿真模擬_周中河
基于Polyflow的制杯機熱成型仿真模擬_周中河.pdf
