AMESim熱仿真的案例
第十八期 Amesim視頻教程熱交換器建模仿真專題
第十八期 Amesim視頻教程熱交換器建模仿真專題
熱交換器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用極為普遍，本期課程主要講解各類型熱交換器的建模和參數(shù)設(shè)置，包含板翅式、管殼式、翅片管等通用間壁式熱交換器的詳細(xì)參數(shù)設(shè)置和計算。可以計算濕空氣、液體、氣體、兩相流等任意兩中流體之間的熱交換計算。Amesim仿真熱交換器十分便利，本期課程為了通俗易懂，全部采用三維形式講解各參數(shù)含義和計算過程。
推薦理由：
適合所有使用熱交換器的領(lǐng)域
包含了多種類型的常用熱交換器
熱交換器的細(xì)節(jié)參數(shù)和全局參數(shù)都采用三維圖形解釋
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展開 系統(tǒng)仿真軟件AMESim熱管理模塊學(xué)習(xí)：熱管理基礎(chǔ)
這期和大家一起學(xué)習(xí)下Amesim在熱管理領(lǐng)域的建?；A(chǔ)知識，其實對于軟件的學(xué)習(xí)，知道軟件基本的操作和流程之后，就是對照著實例去學(xué)習(xí)，有問題先查資料和看help文檔，實在不會的上論壇百度等搜索，再搞不定的就去請教用過或者會的人，這樣的效率是最高的，誠然，從基礎(chǔ)到精通，現(xiàn)在不適合像學(xué)生時代一樣先搭建總體的框架再一個個功能去學(xué)習(xí)，那樣太枯燥并且比較慢，每個人都有適合自己的學(xué)習(xí)方法，僅供列位參考！
一、基礎(chǔ)回顧
我們回顧一下之前學(xué)習(xí)的仿真流程：
從左到右分別是：
1）草圖模式：簡而言之就是類似于Simulink一樣，搭建系統(tǒng)的組件，俗稱搭積木，模型要搭建完整，所有端口必須連接；
2）子模型模式：目的是給每個元件分配不同的數(shù)學(xué)方程，方便后面解算使用（不知道可以看help以及可以選擇最簡化一鍵配置）；
3）參數(shù)模式：對于數(shù)學(xué)方程的參數(shù)和元件參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；
4）仿真模式：選擇求解器，仿真時間和采樣頻率。
二、熱管理基礎(chǔ)知識
Amesim中與熱相關(guān)的庫
Pneumatic：氣體相關(guān)庫，對流等等
Thermal：固體相關(guān)，熱傳導(dǎo)，熱輻射等
Thermal Hydraulic：流體相關(guān)，流體固體對流換熱
2. 基本理論
對于Thermal庫中，基本元件分類如下所示：
傳感器可以獲得熱源，熱計算用來計算換熱和熱輻射、熱對流等，濕空氣屬性對于乘員倉計算需要用到。
如上圖，每一個元件的接口代表了和外界的特性、屬性接口，比如上圖，對于熱容模塊，熱容僅僅代表了一個溫度狀態(tài)，是計算溫度反應(yīng)材料屬性和溫度的變化。對于換熱的三種方式，前提條件是具備溫差才能進(jìn)行換熱。熱傳導(dǎo)模塊的輸入是溫度，輸出是熱量，對于端口1和2是剛好相反：
其他模塊同理，在使用時候一定要注意輸入和輸出是什么。
展開 Simcenter Amesim電機(jī)仿真：電機(jī)熱分析應(yīng)用
圖8 表示電機(jī)溫度分布的控件面板
最后，文獻(xiàn)[2]將端部繞組的溫度與實測數(shù)據(jù)以及Motor-CAD（? Motor Design Ltd）的計算結(jié)果進(jìn)行了對比，無論是仿真計算結(jié)果還是實測數(shù)據(jù)，三組數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)出較高的一致性，從而驗證了通過simcenter Amesim搭建的熱路模型的正確性。該模型可進(jìn)一步用于整車級復(fù)雜工況分析。
圖9 端部繞組溫度仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)對比
4. 結(jié)論
根據(jù)參考文獻(xiàn)中的描述，通過Simcenter Amesim能夠建立高度靈活以及詳細(xì)的永磁同步電機(jī)熱路模型。用戶可以以該模型為模板，根據(jù)自身的研究對象，對等效熱模型中的參數(shù)進(jìn)行修改，異或?qū)?em>熱節(jié)點進(jìn)行刪減或擴(kuò)充，從而使電機(jī)熱模型不僅能夠精確反映出實際電機(jī)的溫升情況，同時還能夠準(zhǔn)確描述電機(jī)的瞬態(tài)熱過程。
5. 參考文獻(xiàn)
[1] Bjorn Andersson, "Lumped Parameter Thermal Modelling of Electric Machines", Chalmers University of Technology, 2013,
[2] Gabriele Luca Basso, "Improved Thermal Models for Predicting End Winding Heat Transfer", KTH Royal Institute of Technology, 2013,
[3] S.
展開 Amesim仿真實例教程——熱傳導(dǎo)基礎(chǔ)案例：導(dǎo)熱鋁棒
設(shè)置參數(shù)
來到參數(shù)設(shè)置步驟，依據(jù)問題描述進(jìn)行設(shè)置即可：
材料定義：
兩個部分定義思路：
鋁棒+右表面：只觀測右表面，整個左側(cè)都被當(dāng)成一個整體（用一個最小質(zhì)量的thermal mass代替右表面）
鋁棒左側(cè)+鋁棒右側(cè)：將鋁棒一分為兩個等體積的部分，右側(cè)面溫度約等于右側(cè)溫度
依據(jù)問題，設(shè)置模型為使用材料類型、長度和接觸面積設(shè)置導(dǎo)熱參數(shù)，依問題設(shè)置中間鋁棒的導(dǎo)熱長度以及導(dǎo)熱面積：
鋁棒+右表面：鋁棒質(zhì)心離右表面距離為10mm
鋁棒左側(cè)+鋁棒右側(cè)：鋁棒左右側(cè)質(zhì)心距離為10mm
設(shè)置材料計算器中所計算材料的index設(shè)置為與前面定義的一致：
熱源定義，如問題描述設(shè)置為恒定40℃：
假設(shè)熱源離鋁棒有1mm距離，依據(jù)問題設(shè)置傳導(dǎo)面積為1000mm2：
鋁棒+右表面：鋁棒質(zhì)心離左表面距離為10mm
鋁棒左側(cè)+鋁棒右側(cè)：鋁棒左側(cè)質(zhì)心離左表面距離為5mm
仿真分析
仿真20s
結(jié)果
鋁棒+右表面：
鋁棒左側(cè)+鋁棒右側(cè)
從仿真結(jié)果對比可以發(fā)現(xiàn)，鋁棒+右表面的模型中，由于右表面的熱容太小，導(dǎo)致右表面和鋁棒雖然有較長的傳熱距離，但是溫度幾乎與鋁棒溫度完全一致，相對的，鋁棒左側(cè)+鋁棒右側(cè)的模型中，右半段的溫度上升曲線則更加貼近實際。另外由于鋁棒太短，傳熱速度很快，使得兩種模型的結(jié)果看起來區(qū)別不大。
將問題做一個三維模型進(jìn)行仿真，發(fā)現(xiàn)結(jié)果與上面的仿真結(jié)果相近：
三維模型中可以看到，溫度呈梯度分布，符合我們的常識，但是Amesim模型中卻沒有反映出來。
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STAR-CCM+&Amesim聯(lián)合仿真的液冷電池包熱管理
公眾號：新能源汽車熱管理仿真技術(shù)，關(guān)注，可領(lǐng)取更多熱管理方面資料。
同時本人也在技術(shù)鄰平臺更新新能源動力電池熱管理仿真和設(shè)計課程如下
1、 基于starccm+在動力電池熱管理仿真技術(shù)應(yīng)用、
2、新能源汽車PACK熱流體仿真進(jìn)階20講
3、新能源動力電池熱管理設(shè)計入門到進(jìn)階23講
4、 Hypermesh網(wǎng)格劃分-精講進(jìn)階視頻教程
5、有限元分析ANSA19.0視頻教程零基礎(chǔ)入門到精通50講
6、Hypermesh軟件CAE流體網(wǎng)格劃分CFD前處理
展開 應(yīng)用LMS Imagine.Lab AMESim 對車輛熱管理系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真
摘要
在提高發(fā)動機(jī)性能的同時，降低油耗與排放、提高乘員舒適性成為汽車廠商的新挑戰(zhàn)，
而車輛熱管理系統(tǒng)成為實現(xiàn)這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。采用1D 方法對整個車輛熱管理系統(tǒng)
進(jìn)行仿真研究，要同時考慮熱管理系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的相互影響，尤其是發(fā)動機(jī)艙內(nèi)散熱
器、冷凝器、機(jī)油冷卻器、中冷器、EGR 冷卻器等部件的流動與傳熱關(guān)系，要求在同一平內(nèi)
對傳熱、流動等多物理領(lǐng)域進(jìn)行建模分析，LMS Imagine.Lab AMESim 車輛熱管理系統(tǒng)解決方
案提供的多領(lǐng)域多級復(fù)雜度建模平臺，被眾多汽車廠商證實為車輛熱管理系統(tǒng)建模與仿真的
有效工具。
(詳情見附件)
應(yīng)用AMESim對車輛熱管理系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真.pdf
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