ansys液冷仿真的案例
基于Star-CCM+液冷電池熱管理仿真
定義材料參數(shù)如下表所示：定義好材料參數(shù)后，把每個材料賦予到對應(yīng)的模型上去，電池的能量密度為20000W/M3,對于相同材料的模型可以采用copy方式去賦予材料效率更高
密度
比熱
導熱系數(shù)
鋁
2719
871
202.4
Cell
2300
930
18.5/18.5/1.5
導熱墊
2420
967
2
Hyb
1800
550
0.2
定義邊界條件：
設(shè)置進口邊界條件為質(zhì)量流量進口，流量為0.1Kg/s，進口的溫度25℃，出口的邊界條件為壓力出口，
設(shè)置監(jiān)測：
在計算的過程通過設(shè)置的監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷計算的是否收斂，一般監(jiān)測的參數(shù)都是在仿真中比較關(guān)系的參數(shù)，比如溫度，壓力參數(shù)等。下圖設(shè)置了監(jiān)測每個電芯的最高溫度，冷卻流道壓降參數(shù)。
初始化：
求解前需要進行初始化。設(shè)置求解保存、步驟和停止條件等。進行過初始化后，即可計算面和體等相關(guān)的參數(shù)，如面積、體積等。
結(jié)論：
迭代了1360步，任然未達到10e-3收斂標準，但是查看監(jiān)測的數(shù)據(jù)已趨于穩(wěn)定，可繼續(xù)計算一段時間，演示計算這里位置。
電池的最高溫度35.1℃
系統(tǒng)壓降35.1pa
流道出口溫度25.8℃
更多考慮點：
上文動力電池熱管理仿真為粗略的仿真方法，模型還是比較小，需要處理和注意的細節(jié)相對較小，仿真的方法還需進一步的優(yōu)化，本次仿真未考慮，熱阻、隨時間變化發(fā)熱功率，導電排，極柱的歐姆熱、隨溫度變化的材料參數(shù)等等因素。
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根據(jù)水冷機組泵揚程曲線，建模仿真管路實際流阻特性，得出實際總流量和流阻工作點，評估均流效果。包括icepak仿真模型，下載后可直接運行計算出結(jié)果，以及對應(yīng)的仿真報告。
微信圖片_20241209220035.png
動力電池液冷系統(tǒng)仿真流程（下）
圖12 液冷系統(tǒng)P-Q曲線
4.4.2 流量均勻性
借助流場分析仿真得出各回路流量值，判斷各回路流量分配均勻性，流量比的偏差值是否控制在設(shè)計目標范圍內(nèi)。
圖13 各回
本人對新能源汽車有免費資料分析公眾號：新能源汽車熱管理仿真技術(shù)，關(guān)注回復“1”，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熱流體仿真進階20講
3、新能源動力電池熱管理設(shè)計入門到進階23講
4、 Hypermesh網(wǎng)格劃分-精講進階視頻教程
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
7、CAE | STAR-CCM+流體CFD分析零基礎(chǔ)視頻教程
展開 
動力電池液冷系統(tǒng)仿真流程（上）
1幾何模型處理
液冷系統(tǒng)仿真分析結(jié)果取決于液冷流場幾何模型精確程度，因此應(yīng)保證流場幾何模型的準確度，盡可能保留對流體流動有影響的零部件、細節(jié)及特征，具體要求如下：
1）在CAD三維軟件里抽取液冷流場仿真幾何模型，模型的分管路應(yīng)分割留有交界面面，以保證仿真分析過程中檢測每個分路流量；
2）在處理幾何模型時，應(yīng)保留主管與支管的連接管道、冷板和管路的快插接頭，進出水口處的接頭、管路變徑、管路彎曲和局部彎頭等細節(jié)特征；
2仿真目的
在常規(guī)不同工況下，計算液冷系統(tǒng)的壓降得出系統(tǒng)的P-Q曲線和不同回路之間的冷卻液流量分配，分析是否滿足液冷系統(tǒng)流場設(shè)計的目標。
1）不同工況下，液冷系統(tǒng)的壓降得出系統(tǒng)的P-Q曲線；
2）計算出不同回路之間的流量，分析出冷板間的流量差；
3仿真步驟
3.1 導入模型、表面修復
將幾何模型導入Star CCM+軟件，Surface Repair檢查幾何模型表面是否存在錯誤，若顯示錯誤，進行手動幾何修復或CAD三維軟件重新調(diào)整幾何模型。
圖 1 幾何模型表面修復
3.2 塊分割
通過Split Part Surface by Path命令分割進出水口和流體面，以在Region里設(shè)置邊界條件。
展開 設(shè)計仿真 | 利用 Cradle CFD 設(shè)計最佳液冷電池組
設(shè)計最佳
液冷電池組
Cradle CFD
總部位于班加羅爾的 Sienna ECAD 公司成立于1997 年，是該國十分先進的印刷電路板（PCB）分析/設(shè)計工程公司之一。作為阿瓦隆集團旗下的一家公司，Sienna ECAD 還從事印刷電路板設(shè)計工程、系統(tǒng)集成以及塑料、變壓器、磁性元件、電纜和線束的功能測試。
研究小組需要研究液冷電池的功能，以優(yōu)化冷卻效果。冷卻通道中的流量失衡會造成流動不均勻，從而導致冷卻不均勻，這會導致冷卻套中的傳熱不均勻。此外，考慮到冷卻劑特性對流動機制和傳熱效果的影響，研究小組還熱衷于研究不同冷卻劑對冷卻套中的流動和熱混合的影響。
研究小組決定對雙層電池組的冷卻水套出入口進行逆流和平流兩種不同配置的研究，除此之外他們還研究了冷卻回路中冷卻劑的流速。
01
設(shè)計最佳冷液電池
使用 Cradle ScFLOW，我們團隊成功確定了符合電池組仿真速度、準確性和詳細程度要求的正確數(shù)學模型。并且我們能夠設(shè)計出具有最佳的冷卻劑、最優(yōu)流量配置和最佳流速的最佳電池組。
-Savita R Ganjigatti,
工程副總裁, Sienna Ecad Technologies, An Avalon group company
Sienna ECAD 團隊使用 Cradle CFD 軟件的最新電池冷卻數(shù)學模型，對兩種不同的水套配置進行了模擬，以便在最短時間內(nèi)得出最準確的結(jié)果。研究小組比較了兩種不同冷卻劑的冷卻性能。第一種冷卻劑是乙二醇和水的混合物，第二種冷卻劑僅為水。
展開 自主CAE | 基于PERA SIM的電池液冷散熱仿真分析
摘要：本文通過安世亞太自主開發(fā)的通用流體仿真軟件PERA SIM Fluid對電池液冷散熱進行計算分析。通過這個計算分析，展示PERA SIM Fluid的相關(guān)功能，希望對其他工程師有所幫助。
關(guān)鍵詞：動力電池；散熱；水冷；共軛換熱
點擊下方視頻，查看精彩案例演示
1.引言
動力電池作為現(xiàn)代電動汽車、混合動力汽車等新能源交通工具的核心部件，其重要性不言而喻。它不僅關(guān)系到車輛的性能、續(xù)航里程，更直接關(guān)系到車輛的安全性和可靠性。動力電池是新能源汽車的“心臟”，它為車輛提供源源不斷的動力。隨著新能源汽車市場的不斷擴大，對動力電池的性能要求也越來越高。高能量密度、高功率密度、長壽命、低成本等成為了動力電池研發(fā)的主要方向，而在這些性能要求中，熱管理尤為重要，動力電池在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱量，如果不能及時有效地散熱，就會導致電池溫度升高，進而影響電池的性能和壽命，甚至可能引發(fā)安全事故。
仿真技術(shù)，作為一種先進的計算機輔助設(shè)計方法，為動力電池的熱設(shè)計提供了強大的支持。通過仿真，設(shè)計師可以在計算機上模擬電池在不同工作條件下的熱行為，預測電池的溫度分布、熱流密度等關(guān)鍵參數(shù)。這不僅可以幫助設(shè)計師更好地了解電池的熱特性，還可以為電池的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、散熱設(shè)計提供重要的理論依據(jù)。在動力電池熱設(shè)計的實際應(yīng)用中，仿真技術(shù)已經(jīng)取得了顯著的成果。例如，通過仿真技術(shù)，設(shè)計師可以優(yōu)化電池的散熱片結(jié)構(gòu)、改進冷卻液的流動方式、調(diào)整電池模塊之間的間距等，從而有效地降低電池的工作溫度，提高電池的性能和壽命。同時，仿真技術(shù)還可以用于評估電池在不同工作環(huán)境下的熱安全性能，為電池的安全使用提供有力保障。
展開 基于Star-CCM+動力電池液冷系統(tǒng)熱管理仿真完整攻略
9、測試驗證
對于液冷系統(tǒng)來說，測試驗證是至關(guān)重要的。液冷系統(tǒng)的功能、可靠和安全 等性能最終都需要通過實驗進行驗證。一般情況下，功能性測試在A樣進行，可靠性測試和安全性測試在B樣進行。
功能性測試表列出了功能性測試的項目和參考值，需要說明的是，為了與液熱系統(tǒng)和保溫系統(tǒng)匹配，表中增加了加熱性能測試和保溫性能測試。
可靠性測試和安全性測試表出了可靠性測試和安全性測試的項目及對應(yīng)的測試參考。
七、動力電池液冷系統(tǒng)熱管理仿真
《STAR-CCM 新能源汽車動力電池熱失控仿真13講》第一個模組失控，引發(fā)第二個模組失控，評估現(xiàn)有模組之間的隔熱是否能阻止失控模組往正常模組的傳熱。大家可點擊查看STAR-CCM新能源汽車動力電池熱失控仿真講解（附視頻教程）
《基于Star-CCM 動力電池液冷系統(tǒng)熱管理仿真27講》是筆者原創(chuàng)的視頻教程，本課程包括動力電池熱管理理論、設(shè)計流程和仿真分析內(nèi)容，
課程詳細介紹了動力電池結(jié)構(gòu)、產(chǎn)熱原理，對動力電池設(shè)計流程進行了詳細的介紹，對仿真過程包括幾何簡化、修復、多類型網(wǎng)格生成、宏命令創(chuàng)建監(jiān)測點和報告，后處理動畫制作進行了詳細介紹，并介紹了常溫1C放電、高溫1C放電計算分析、高溫快充計算分析、低溫加熱計算分析、保溫性能計算分析等多工況仿真。
展開 STAR-CCM+&Amesim聯(lián)合仿真的液冷電池包熱管理
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2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
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4、 Hypermesh網(wǎng)格劃分-精講進階視頻教程
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
積鼎流體仿真軟件VirtualFlow: 鋰電池液冷散熱數(shù)值計算
VirtualFlow的湍流模型、多相流以及相變模型已在上百個場景驗證，其求解精度與Fluent同一級別，其可滿足大部分單相流、多相流場景的仿真需求。</p><p>4. 作為具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)軟件，VirtualFlow可以根據(jù)用戶需求進行深度的二次開發(fā)。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<hr>
</div><p><br></p><p><br></p><p>由積鼎科技自主研發(fā)的通用計算流體力學軟件VirtualFlow，具備行業(yè)領(lǐng)先的網(wǎng)格建模與求解技術(shù)，和豐富的多相流物理模型及先進的相變模型，可模擬單相和多相/多組分物質(zhì)流動、傳熱、界面追蹤、粒子追蹤、相變、水合物反應(yīng)等復雜問題，可為工業(yè)各行業(yè)用戶提供專業(yè)級流體仿真解決方案。</p>
展開 Simdroid-EC：液冷仿真新星，助力新能源汽車電機控制器高效散熱
元件網(wǎng)格
Simdroid-EC支持單獨查看流體域的網(wǎng)格，對多流體域仿真非常友好。
4. 豐富的結(jié)果分析
當計算收斂后，Simdroid-EC會自動將計算結(jié)果加載至后處理模塊。電機控制器的整體分布結(jié)果如下圖所示：
流道和IGBT表面云圖
由上圖可以看出，在位于流道入口（左下方）處的IGBT溫度較流道出口處（右上方）的低，最高處的IGBT溫度約為62℃。
流道內(nèi)溫度圖
隨著液體不斷在流道內(nèi)流動，逐步吸收IGBT散出的熱量，冷卻液的溫度逐漸升高，從進口到出口的溫升會達到5℃。
流動矢量圖
流線圖
通過上圖可以明顯看出，流道內(nèi)部存在局部渦流結(jié)構(gòu)。渦流會改變流道內(nèi)冷卻液的壓力分布情況，造成局部壓力異常升高或降低，影響冷卻液的正常輸送，導致某些部位供液不足。可通過改變流道的形狀來減弱渦流效應(yīng)。
流道壓力圖
通過壓力圖可以便捷查看流道進出口的壓差。本案例中，流道進出口的壓差約為1343-93=1250Pa。
————
液冷仿真是電子散熱仿真的重要方面。越來越復雜的流道設(shè)計對傳統(tǒng)的電子散熱仿真軟件提出了重大挑戰(zhàn)，Simdroid-EC便捷的CAD模型導入功能、快速的流體域網(wǎng)格劃分與查看功能，以及豐富的后處理結(jié)果，為電子散熱行業(yè)注入強大動力，能夠幫助用戶快速評估熱點，提供優(yōu)化建議。申請試用Simdroid-EC
展開 
液冷電池包熱管理-基于star-ccm+＆Ａmesim聯(lián)合仿真
利用ＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋ 和Ａｍｅｓｉｍ 軟件聯(lián)合對液冷電池包進行熱管理仿真，分析流場和溫度場的分布情況，預測綜合工況下電池包模組的最高溫度和模組間溫差分布，并通過熱管理試驗驗證三種工況下試驗結(jié)果與仿真結(jié)果是否吻合 ，以提高仿真精度。
動力電池包內(nèi)熱量的累積不僅影響電池的使用效率及使用壽命，同時易造成動力電池系統(tǒng)故障并引發(fā)安全事故［，因此準確預測電池包內(nèi)溫度分布，并對溫度場進行分析具有重要意義。動力電池包熱管理系統(tǒng)設(shè)計中，通常結(jié)合仿真來預測電池包的溫度分布、冷卻系統(tǒng)的流量分配和壓力分布等，從而預測熱管理系統(tǒng)的性能。仿真一般分為３Ｄ仿真和１Ｄ仿真，３Ｄ仿真可用于電池包液冷板流場和壓力場的仿真，以及模組溫度場的仿真，以獲得流場和溫度場的細節(jié)，但３Ｄ仿真軟件計算瞬態(tài)工況耗時較長，不便或無法用于系統(tǒng)級別仿真以及控制策略仿真；１Ｄ仿真從系統(tǒng)角度出發(fā)，模型從電池包擴展至包含整個冷卻／加熱系統(tǒng)外部環(huán)路等，由于建模中對各相應(yīng)部件進行了簡化，在對系統(tǒng)性能進行仿真的時候，能大大提高仿真速度，通常用于系統(tǒng)級別的瞬態(tài)循環(huán)工況仿真和制定電池包熱管理控制策略等。
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展開 基于Icepak的儲能1P104S液冷Pack熱仿真模型 ￥80
采用Ansys Icepak軟件，搭建儲能1P104S液冷Pack熱仿真模型，對于儲能行業(yè)及電動汽車行業(yè)的pack結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師、熱設(shè)計工程師，具有非常大的指導學習意義。trz格式，下載后可直接求解出結(jié)果。
工商業(yè)100kW 215kWh液冷儲能柜熱仿真Icepak模型 ￥100
<div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202412/attachment/37776b6d3392498c8207fb411b26d920.png" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202412/attachment/37776b6d3392498c8207fb411b26d920.png"></figure></div><p><span style="color: rgb(25, 27, 31); background-color: rgb(255, 255, 255);">基于1P48S Pack，構(gòu)建100kW 215kWh液冷儲能系統(tǒng)，采用Icepak進行熱仿真，tzr格式，下載后可直接運行出結(jié)果，購買后可技術(shù)交流。</span></p>
展開 ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
概述
本指導文檔旨在幫助新手使用?ANSYS Composite PrepPost（ACP）模塊進行復合材料的分析。本教程以機翼蒙皮為案例，結(jié)合本教程，您將學習如何創(chuàng)建復合材料模型、定義材料屬性、設(shè)置鋪層、進行網(wǎng)格劃分、施加載荷和邊界條件，并最終求解和分析結(jié)果。
2. 操作流程
2.1 幾何處理
1. 幾何導入與處理：
o 在 SpaceClaim 或其他三維軟件（如CATIA、SolidWorks、Inventor等）中對幾何模型進行預處理，確保模型的完整性和準確性。
o 對于機翼蒙皮和肋板等復雜結(jié)構(gòu)，需將蒙皮和肋板分割為獨立的面或體，以便后續(xù)定義接觸關(guān)系和鋪層順序。在接觸區(qū)域（如蒙皮與肋板的連接處），需進行精確的幾何分割，確保接觸面清晰且邊界明確。
o 為了便于共節(jié)點識別或接觸定義，可在接觸區(qū)域生成輔助線或面，確保網(wǎng)格劃分時節(jié)點對齊，避免因網(wǎng)格不匹配導致計算錯誤。
2.2 材料定義
1. 在左側(cè)Component Systems找到ACP模塊，拖拽到A模塊下Gometry下，這樣可以利用前面已有的模型。
2. 雙擊E模塊下的model，打開mechanical界面。
3. 在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數(shù)據(jù)庫，對模型材料進行設(shè)置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環(huán)氧樹脂（Epoxy Carbon UD 230）和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5. 回到mechanical界面，更新材料，確保材料屬性正確加載。
6.
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