transient thermal的案例
基于Maxwell與Transient Thermal模塊的感應(yīng)加熱數(shù)值模擬
</p><p class="ql-align-justify">電磁場計算完成后，仿真結(jié)果會被傳遞到Transient Thermal模塊，進行熱場分析。Transient Thermal模塊能夠動態(tài)模擬工件在加熱過程中的溫度變化及其梯度分布，揭示渦流熱效應(yīng)在不同時間點的演化過程。通過熱場分析，可以確定工件的最高溫度、溫度分布均勻性以及加熱時間等關(guān)鍵參數(shù)，為后續(xù)的工藝優(yōu)化和質(zhì)量控制提供數(shù)據(jù)支持。圖2展示了感應(yīng)加熱過程中的功率密度分布，工件內(nèi)部由于渦流作用逐漸升溫，并在不同區(qū)域形成一定的溫度梯度。</p><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-justify">
<img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/042c1a53f2d244d6b0c81bdb79b64f0a~tplv-tt-shrink:640:0.image?
展開 使用ANSYS Workbench進行茶壺的熱力學(xué)分析
2 瞬態(tài)分析（Transient Thermal）
分析壺里的水從100℃，下降到22℃的過程中整個壺體的溫度變化。
2.1 陶瓷材料（Porcelain）
點擊A（我們起名為Porcelain）左側(cè)的三角形，在彈出的下拉菜單中選擇Duplicate。
保留上游的幾何模型，點擊Yes，改名為Porcelain Transient，單擊C左側(cè)的三角形Replace With->Transient Thermal，如下圖所示：
雙擊Model，打開Mechanical，Outline->Transient Thermal->Analysis Settings，在其下的Detail of “Analysis Settings”中的Step End Time設(shè)置為100s，即計算時長為100s。Auto Time Stepping 選擇On，Initial Time Step設(shè)置為10s，Minimum Time Step設(shè)置為5s，Maximum Time Step設(shè)置為100s。壺體內(nèi)內(nèi)壁的溫度從100℃降到22℃。最后計算。
陶瓷壺的最終溫度分布圖如下圖所示，最高溫度為42℃：
2.2 鋼材（Steel）
和Porcelain的方法相同。鋼壺的最終溫度分布圖如下圖所示：
鋼材的保溫性沒有陶瓷的保溫性好，最高溫度只有24℃。
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原始文本
展開 仿真實例：復(fù)材的雷擊直接效應(yīng)仿真（熱仿真部分）
雷擊的直接效應(yīng)仿真可使用LF Time Domain Solver和 Transient Thermal Solver分別進行電磁和熱的仿真。
2. 復(fù)合材料的建模選擇各向異性材料，根據(jù)坐標(biāo)系類型可使用Local Solid Coordinate System。
3. 為了獲得更好的仿真結(jié)果，應(yīng)當(dāng)在雷擊附著點適當(dāng)加密網(wǎng)格。
4. 使用SAM工具支持將avg_ohmic_loss結(jié)果直接導(dǎo)入熱仿真作為激勵源。
5. 熱仿真需要設(shè)置相應(yīng)的熱表面屬性和邊界條件。
文章來源CST仿真專家之路
電路板芯片的穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熱分析 ￥20
然后右擊Steady-State Thermal選擇Insert> Internal Heat Generation，在Magnitude輸入5e7
2.5 加載整個電路板的對流載荷
選擇全部實體，在Environment工具欄選擇Convection，導(dǎo)入溫度對流系數(shù)Stagnant Air - Simplified Case.
2.6 穩(wěn)態(tài)結(jié)果
求解得到電路板的穩(wěn)態(tài)溫度分布結(jié)果如下：
2.7 瞬態(tài)分析設(shè)置
瞬態(tài)持續(xù)時間為200s，設(shè)置如下：
2.8 添加第一個芯片的熱載荷
該芯片的通電時間在20到40秒之間，這段時間內(nèi)產(chǎn)生的熱載荷為5e7 W/m3。如下圖所示：
右鍵Transient Thermal插入Internal Heat Generation，在Tabular Data輸入數(shù)據(jù)：
2.9 添加第二個芯片熱載荷
另一個芯片的通電時間在60到70秒之間，這段時間內(nèi)產(chǎn)生的熱載荷為5e7 W/m3。如下圖所示：
右鍵Transient Thermal插入Internal Heat Generation，在Tabular Data輸入數(shù)據(jù)：
2.10 瞬態(tài)結(jié)果
在Solution插入Temperature，得到整個電路板全部時間歷程的溫度結(jié)果如下：
同理，可以得到芯片單獨的時間歷程溫度情況：
用chart展示三個芯片的溫度結(jié)果
展開 
Ansys Icepak電子設(shè)備熱分析
穩(wěn)態(tài)
熱分析方法
1.穩(wěn)態(tài)熱分析Steady-State Thermal的網(wǎng)格劃分、設(shè)置和后處理
Transient Thermal
瞬態(tài)
熱分析方法
2.瞬態(tài)熱分析模塊Transient Thermal的網(wǎng)格劃分、設(shè)置和后處理
熱應(yīng)力、機械應(yīng)力、電應(yīng)力導(dǎo)致失效的案件、
措施
多層瓷介
電容失效
1.貼片元器件布局不當(dāng)、大焊盤、超聲波清洗、手工清洗導(dǎo)致失效
2.電路板彎曲的機械應(yīng)力致多層瓷介電容失效的案例和預(yù)防措施
3.熱應(yīng)力導(dǎo)致多層瓷介電容失效的案例和預(yù)防措施
4.電應(yīng)力導(dǎo)致多層瓷介電容失效的案例和預(yù)防措施
5.片式多層瓷介電容器側(cè)立焊接導(dǎo)致的瓷體開裂案例
6.陶瓷基板上裝配多層瓷介電容器熱失配導(dǎo)致裂紋及解決措施
7.片式多層瓷介電容器與固定的環(huán)氧膠熱應(yīng)力導(dǎo)致瓷體裂紋案例
工藝設(shè)計
表貼焊盤、盒體盲腔、散熱孔的設(shè)計
1.表貼器件焊盤的設(shè)計 2.功率管槽的設(shè)計
3.QFN散熱孔的設(shè)計
備注
1、課程期間由宏新環(huán)宇統(tǒng)一安排電腦；
2、開課前老師會針對學(xué)員反饋的技術(shù)問題進行分析，對共性問題在課堂中老師會與學(xué)
員共同分析探討、個性問題將在課下單獨交流。
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穩(wěn)態(tài)
熱分析方法
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瞬態(tài)
熱分析方法
2.瞬態(tài)熱分析模塊Transient Thermal的網(wǎng)格劃分、設(shè)置和后處理
熱應(yīng)力、機械應(yīng)力、電應(yīng)力導(dǎo)致失效的案件、
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多層瓷介
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2.電路板彎曲的機械應(yīng)力致多層瓷介電容失效的案例和預(yù)防措施
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4.電應(yīng)力導(dǎo)致多層瓷介電容失效的案例和預(yù)防措施
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6.陶瓷基板上裝配多層瓷介電容器熱失配導(dǎo)致裂紋及解決措施
7.片式多層瓷介電容器與固定的環(huán)氧膠熱應(yīng)力導(dǎo)致瓷體裂紋案例
工藝設(shè)計
表貼焊盤、盒體盲腔、散熱孔的設(shè)計
1.表貼器件焊盤的設(shè)計 2.功率管槽的設(shè)計
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備注
1、課程期間由宏新環(huán)宇統(tǒng)一安排電腦；
2、開課前老師會針對學(xué)員反饋的技術(shù)問題進行分析，對共性問題在課堂中老師會與學(xué)
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多層瓷介
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6.陶瓷基板上裝配多層瓷介電容器熱失配導(dǎo)致裂紋及解決措施
7.片式多層瓷介電容器與固定的環(huán)氧膠熱應(yīng)力導(dǎo)致瓷體裂紋案例
工藝設(shè)計
表貼焊盤、盒體盲腔、散熱孔的設(shè)計
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3.QFN散熱孔的設(shè)計
備注
1、課程期間由宏新環(huán)宇統(tǒng)一安排電腦；
2、開課前老師會針對學(xué)員反饋的技術(shù)問題進行分析，對共性問題在課堂中老師會與學(xué)
員共同分析探討、個性問題將在課下單獨交流。
展開 ANSYS的熱分析模塊如何選擇使用，太多了，不知道怎么選
Ansys中的溫度場仿真還是很多模塊的，如下圖所示
ANSYS Workbench中的溫度場仿真還是很多模塊的，ANSYS Workbench 中用于溫度場計算的核心模塊包括穩(wěn)態(tài)熱分析（Steady-State Thermal）、瞬態(tài)熱分析（Transient Thermal）、Fluent（流體傳熱）、Electrothermal（熱電耦合）、Thermal-Structural（熱 - 結(jié)構(gòu)耦合）等，各自適配不同熱傳遞場景與精度需求。
主要分為兩類：
? CFD流體類（CFX、Fluent、Icepak），
? 熱路傳導(dǎo)類（Steady thermal、Thermal-Electric）
區(qū)別就是CFD類會自動計算發(fā)熱物體表面的對流換熱系數(shù)和輻射損耗，而Thermal 類只能手動輸入對流換熱系數(shù)。
展開 官網(wǎng)軟體應(yīng)用介紹
The adaptation of the distributed and parallel computing environment to the large-scale and transient problem in the rotating machinery
3. Numerical analysis for propeller fan in freezing Compartment of household refrigerator
4. Comparison of coupled analysis of thermal flow and thermal stress
5. The cfd application for efficient designing in the automotive engineering
6. Transient thermal flow and thermal stress analysis coupled nastran and sc/tetra
展開 基于AMESim汽車熱管理論文資料分享
Design of components libraries for the transient simulation of an automotive refrigerant loop
Amin El Bakkali, Gérard Olivier
Renault – Research Dept
Rapha?lRHOTE-VANEY, Renaud MEILLIER, Cédric ROMAN
IMAGINE SA
ABSTRACT
The automotive A/C system is the key feature in passengers’ comfort. It has an influence on the vehicle consumption and emissions, and hence it is to be taken into account in the Vehicle Thermal Management.
展開 Workbench瞬態(tài)熱分析實例
本實例采用WB的瞬態(tài)熱分析模塊（Transient Thermal）模擬零件高溫水冷過程。Case：零件的初始溫度為100度，放在25度的靜止水中。欲求解零件溫度穩(wěn)定到水溫25度所需的時間。
視頻百度鏈接：http://pan.baidu.com/s/1o8SsaVo 密碼：1vmw
在采用默認的分析設(shè)置Analysis settings情況下，得到的結(jié)果是如下情況。
顯然這不是我們的預(yù)期結(jié)果。溫度只降低到69度。故后面還需設(shè)置較長的降溫時間。如下圖設(shè)置總時間為200秒。結(jié)果如下。
結(jié)果顯示溫度是從89度開始下降的。也與預(yù)期結(jié)果：溫度從100度降低到25度，不符。分析發(fā)現(xiàn)原因是：初始步長較大。最后不斷嘗試設(shè)置合適的步長時間為：第一步0-8秒步長0.2秒，第二步8-25秒步長2秒，第三步25-80秒步長8秒。結(jié)果如下圖所示。
分析結(jié)果表明：100度的該零件放在25度靜止水中大概需要40秒整體最高溫度和最低溫度值才能穩(wěn)定到25度左右。
ps:零件內(nèi)部溫度穩(wěn)定到25度需要的時間更長。可以取點監(jiān)測溫度變化得到驗證。
展開 
[AMESim4.3]Exhaust Gas Aftertreatment
Key points
HC, CO and NOx conversion efficiency calculation
Soot Particles Storage
Transient thermal & chemical kinetics
Validation with experiments thanks to IFP expertise
Adapted & state of the art stiff solver for high dynamic stiff kinetic mechanism
Users can add linkage to external kinetic codes, e.g. CHEMKIN
Fully integrated in the AMESim Platform
Electronic Control Unit integration with the Matlab?Simulink?interface
展開 Workbench之16 分析系統(tǒng)
? Random Vibration 隨機振動分析
? Response Spectrum 響應(yīng)譜分析
? Rigid Dynamics 剛體動力學(xué)分析
? Speos
? Static Acoustics 靜力聲學(xué)分析
? Static Structural 靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析
? Steady-State Thermal 穩(wěn)態(tài)熱分析
? Structural Optimization 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析
? Thermal-Electric 熱電分析
? Throughflow and Throughflow (BladeGen) 通流分析
? Transient Structural 瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析
? Transient Thermal 瞬態(tài)熱分析
? Turbomachinery Fluid Flow 渦輪流體分析
展開 Ansys 案例研究 | 瞬態(tài)熱力耦合分析—PCB 組件上的熱應(yīng)力生成
仿真步驟
1.打開 ANSYS Workbench，創(chuàng)建“瞬態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)（Transient Thermal System）”。
2.關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)分析，將“瞬態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（Transient Structural System）”拖拽至瞬態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)的求解（Solution）單元格上，實現(xiàn)兩個分析系統(tǒng)間四個單元的共享。
3.定義部件的材料屬性，此處示例使用的是鋼，實際應(yīng)用中應(yīng)需根據(jù)真實材料設(shè)置參數(shù)。
4.導(dǎo)入模型，其效果如圖所示。
5.分配材料至幾何體。
6.在模型上施加相關(guān)的熱邊界條件，如圖 2 所示。
7.求解該模型，然后將本次分析結(jié)束時刻或每個時間步的溫度作為初始體溫度輸入到瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析中（如圖 3 所示）。用戶可以從瞬態(tài)熱分析的溫度圖表中復(fù)制并粘貼源時間（Source Time）和分析時間（Analysis Time）的數(shù)據(jù)。
8.在 PCB 板孔位處添加固定支撐。
9.對模型進行網(wǎng)格劃分并運行瞬態(tài)結(jié)構(gòu)仿真，輸出應(yīng)力結(jié)果云圖，該圖顯示了應(yīng)力隨時間的變化情況。
總結(jié)
本次分析成功執(zhí)行了 PCB 組件的瞬態(tài)熱-順序耦合仿真。通過將瞬態(tài)熱分析得到的溫度時程作為載荷，輸入至瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析中，直接觀察并獲得了關(guān)鍵元器件的熱應(yīng)力隨時間變化的響應(yīng)。
仿真結(jié)果直觀展示了在功率加載或環(huán)境變化的瞬態(tài)過程中，熱應(yīng)力如何隨溫度場同步演變，清晰地揭示了應(yīng)力集中區(qū)域的動態(tài)形成過程與峰值時刻。這為評估元件在真實波動工況下的瞬態(tài)力學(xué)負載與潛在風(fēng)險提供了直接的依據(jù)。
展開 分析系統(tǒng)各單元中英文對照及功能介紹
3．熱分析系統(tǒng)
Steady-State Thermal：穩(wěn)態(tài)熱分析，用于計算一個物體在不隨時間變化的熱載荷作用下的溫度、熱梯度、熱流率和熱通量。
Thermal-Electric：穩(wěn)態(tài)的熱-電傳導(dǎo)分析，計算電阻材料的焦耳熱，以及熱電學(xué)中的Seebeck效應(yīng)、Peltier效應(yīng)和Thomson效應(yīng)。
Transient Thermal：瞬態(tài)熱分析，用于計算隨時間變化的溫度和其他熱工程量。
4．其他分析系統(tǒng)
Electric：電學(xué)分析，支持穩(wěn)態(tài)電導(dǎo)分析。
Magneto Static：支持3D靜磁場分析，磁場可以由電流或永磁體產(chǎn)生。
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