ansys內(nèi)部熱生成對(duì)流
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys內(nèi)部熱生成對(duì)流的視頻教程
ansys fluent電路板強(qiáng)制對(duì)流換熱、熱應(yīng)力、模態(tài)、ncode隨機(jī)振動(dòng)及正弦振動(dòng)疲勞-多場(chǎng)耦合
熱應(yīng)力計(jì)算、熱應(yīng)力對(duì)模態(tài)的影響與不考慮熱應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比分析； ncode進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞以及正弦振動(dòng)疲勞分析注意事項(xiàng)，S-N曲線的估計(jì)方法，以及后處理等操作
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ansys內(nèi)部熱生成對(duì)流的實(shí)例教程
過(guò)高的溫度或頻繁的溫度波動(dòng)會(huì)引發(fā)材料老化、信號(hào)失真，并因材料間熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終導(dǎo)致焊點(diǎn)開(kāi)裂、器件失效等故障。因此，評(píng)估 PCB 可靠性必須進(jìn)行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)，再計(jì)算由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
目標(biāo)
通過(guò)高保真建模仿真，系統(tǒng)觀察并量化印刷電路板（PCB）上關(guān)鍵元器件在瞬態(tài)熱載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)與應(yīng)力表現(xiàn)。
方法闡述
本研究采用瞬態(tài)熱-力順序耦合仿真方法。首先，基于元件的真實(shí)功耗曲線與環(huán)境邊界條件，進(jìn)行高精度瞬態(tài)熱分析，獲取從啟動(dòng)、負(fù)載變動(dòng)到穩(wěn)態(tài)的全過(guò)程溫度場(chǎng)時(shí)序數(shù)據(jù)。隨后，將該瞬態(tài)溫度場(chǎng)作為體載荷映射至結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)有限元分析求解其引發(fā)的熱應(yīng)力與應(yīng)變場(chǎng)。
仿真步驟
1.打開(kāi) 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(shí)現(xiàn)兩個(gè)分析系統(tǒng)間四個(gè)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(shí)際應(yīng)用中應(yīng)需根據(jù)真實(shí)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(shí)刻或每個(gè)時(shí)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(shí)間（Source Time）和分析時(shí)間（Analysis Time）的數(shù)據(jù)。
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考慮熱源的瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器9小時(shí)前
以熱源為例，在交互界面上，我們通過(guò)視口選擇單元，指定其體熱功率。那么前端數(shù)據(jù)在生成求解器輸入的時(shí)候，就要告知求解器所有單元的編號(hào)和其對(duì)應(yīng)的體熱功率。
當(dāng)求解器拿到單元編號(hào)以后，就需要索引或者計(jì)算其面積，并根據(jù)單元三個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)，將功率加到載荷列陣對(duì)應(yīng)的位置。
驗(yàn)證
設(shè)計(jì)案例如下，區(qū)域外部為20℃空氣，對(duì)流換熱系數(shù)取5W/(m2K)，時(shí)間總長(zhǎng)18000s，每步時(shí)間間隔60s。
本次直播將聚焦 Ansys Discovery 與 Icepak 的無(wú)縫銜接流程，介紹如何從設(shè)計(jì)早期的快速熱評(píng)估，到后續(xù)更高精度的電子散熱分析，實(shí)現(xiàn)端到端仿真協(xié)同。通過(guò)前期快速探索與后期深入驗(yàn)證的結(jié)合，工程師能夠更高效地定位熱瓶頸、優(yōu)化散熱路徑，并提升設(shè)計(jì)決策效率。活動(dòng)將幫助參會(huì)者深入了解如何借助 Discovery + Icepak 構(gòu)建更順暢的電子熱管理仿真流程，加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)落地。
熱失控產(chǎn)熱驅(qū)動(dòng)電解液沸騰；(a) 三維溫度分布；(b)電解液沸騰界面與熱失控前鋒面
儲(chǔ)能磷酸鐵鋰電池熱失控期間存在電解液沸騰吸熱行為，電池內(nèi)部傳熱復(fù)雜。阻礙了高安全電池的設(shè)計(jì)。急需明晰電池電解液沸騰吸熱原理，建立考慮電解液沸騰吸熱的熱安全模型，以指導(dǎo)電池安全設(shè)計(jì)。
使用工具：Ansys Fluent
最終成果
圖3.
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熱門(mén)點(diǎn)播 | Ansys Mechanical 2026 R1新功能介紹
重點(diǎn)介紹了Ansys Mechanical 2026 R1功能更新亮點(diǎn)，圍繞“自動(dòng)化、穩(wěn)健性與多求解器協(xié)同”持續(xù)增強(qiáng)核心能力，在網(wǎng)格生成、可靠性分析及先進(jìn)建模技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性提升。點(diǎn)擊觀看
三、厭氧培養(yǎng)箱中氫氣傳感器推薦
厭氧培養(yǎng)箱內(nèi)部環(huán)境特殊，對(duì)氫氣傳感器性能提出了嚴(yán)苛要求：普通的電化學(xué)氫氣傳感器依賴氧氣參與反應(yīng)，在無(wú)氧環(huán)境中無(wú)法正常工作，甚至?xí)霈F(xiàn)數(shù)據(jù)漂移; 催化燃燒型氫氣傳感器需要氧氣作為助燃劑，同樣不適用于厭氧場(chǎng)景。所以，厭氧培養(yǎng)箱箱中推薦采用荷蘭Xensor 高速響應(yīng)熱導(dǎo)式氣體傳感器 XEN-5320-HP。
本次研討會(huì)除了介紹 Ansys Mechanical 隨機(jī)振動(dòng)分析的基礎(chǔ)流程與功能，還將涵蓋以下要點(diǎn)：1. 通過(guò) Ansys nCode DesignLife 工具從時(shí)序載荷樣本生成 PSD 與 CSD 載荷譜；2. 在 Mechanical 中進(jìn)行多點(diǎn)激勵(lì)加載的方法以及結(jié)果解讀；3. 阻尼設(shè)置的技巧，以及預(yù)應(yīng)力疊加、疲勞分析等后處理方法。
可定制的等照度線和區(qū)域（上）以及不適眩光仿真（下）
虛擬光學(xué)性能可視化
完成組件的光學(xué)設(shè)計(jì)后，工程師就可以將生成的光束放入系統(tǒng)級(jí)建模工具（如Ansys Speos軟件）中，以將車輛駕駛員沿道路行駛時(shí)所看到的情況可視化。在構(gòu)建原型之前，就可以對(duì)每種可能的駕駛條件進(jìn)行仿真，以查看系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。
· AI 賦能迭代：2025 版本引入AI 輔助建模與優(yōu)化，自動(dòng)生成約束方案、優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，求解效率提升60%；未來(lái)將融合生成式 AI，實(shí)現(xiàn) “概念草圖 - 仿真模型” 一鍵生成，進(jìn)一步降低使用門(mén)檻。
3. 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
· 多物理場(chǎng)深度融合：強(qiáng)化機(jī)械 - 電 - 液 - 熱 - 控制全耦合仿真，適配新能源汽車、智能裝備等復(fù)雜系統(tǒng)需求。
當(dāng)動(dòng)力電池局部發(fā)生過(guò)熱時(shí)，緊貼熱點(diǎn)區(qū)域的冷卻介質(zhì)被加熱，局部粘度驟降，引發(fā)雷諾數(shù)非線性躍升。這大幅降低了阻力，自動(dòng)引導(dǎo)更多冷流體沖刷熱點(diǎn)表面，在物理特性層面形成了一種卓越的"自適應(yīng)熱對(duì)流補(bǔ)償"機(jī)制。
系統(tǒng)兼容性驗(yàn)證
將前沿材料導(dǎo)入電池包之前，必須滿足長(zhǎng)期服役的綜合相容性要求。
（a）樣品A；（b）樣品B
▲ 圖12：樣品A與B在低溫（40-60℃）/中溫（73-85℃）/高溫（95-110℃）下TREF級(jí)分的片晶厚度分布
分析結(jié)果如圖11與圖12所示：對(duì)于樣品A，從低溫到高溫的不同TREF級(jí)分，SSA誘導(dǎo)生成的熔融峰位置相對(duì)一致。而在樣品B的圖譜中，同等結(jié)晶能力的窄級(jí)分內(nèi)部仍呈現(xiàn)較寬的彌散熔融峰，表明其級(jí)分內(nèi)的短鏈支化分布存在多樣性。
