ansys熱仿真模型的案例
某水冷板熱流仿真—CAD模型修復導入教程
當下，許多工業品呈現出智能化、微型化的趨勢，器件的熱流密度隨之而來，普通的風冷散熱已經無法滿足。液體冷卻的常用冷卻工質為水（不同百分比乙二醇混合），其來源廣泛、環境友好、價格低廉。
水冷板散熱器廣泛應用于各類工業品的散熱冷卻，比如電動汽車電池包、光伏逆變器、電動汽車控制器、醫療器械、IT服務器、變流器、軍用各類電子控制機箱等等。相對于傳統的強迫風冷散熱，水冷能有效提高系統的散熱效果，增大散熱功率，且較容易實現高防護等級。
圖1 水冷板散熱應用案例
本文以電力行業晶閘管常用的水冷板模型為例，詳細講解了如何對此水冷板CAD模型進行前處理修復、將模型導入熱仿真軟件ANSYS Icepak的流程，具有一定的普適性。
本文所使用的軟件為ANSYS SCDM19.0。
圖2 某晶閘管水冷板散熱器CAD模型
水冷板CAD模型修復、導入熱仿真軟件的具體操作說明如下：
一、常用的主要操作命令
1）設計界面下
圖3 常用修復命令
主要是使用選擇、拉動、移動、填充、分割主體、組合等命令對CAD模型做修復。
2）準備界面下
圖4 體積抽取命令
主要是使用體積抽取的命令，來抽取水冷板管道內的流體體積。
3）workbench界面下
圖5 模型轉化命令
主要是使用Workbench下的識別對象、仿真簡化等命令，將修復好的CAD模型轉換為ANSYS Icepak認可的模型，從而建立ANSYS Icepak熱流仿真模型。
展開 仿真模型 | 圓柱鋰電池表面自然對流換熱系數仿真估算
仿真模型
導語
據悉，為研究鋰離子電池熱特性機理，針對電池表面自然對流換熱系數展開研究，通過實驗得到了電池基本生熱參數并以此建立了單體鋰離子電池生熱模型，仿真分析了恒溫條件下不同放電電流的表面自然對流換熱系數。
鋰離子電池因其高比能量特性而被廣泛應用于電動乘用車輛，其使用壽命受到自放電率、溫度等因素的制約。
研究發現，鋰離子電池舒適溫度需要控制在20~35 ℃之間，溫度過高時，其不可逆反應加劇容易產生自放電、熱失控等安全事故；溫度過低，則會使其容量和功率發生明顯下降。
因此，為了改善電動汽車單電池及電池成組后的安全性能，需建立較精確熱仿真模型，以此來預測動力鋰離子電池內部溫度分布狀況及熱傳遞過程，從而精確分析出鋰離子電池熱失控因素。
01
導讀
目前，國內外均針對鋰離子電池熱模型和熱行為進行了相關研究。早期美國D.Bernardi等[1]通過研究電池溫度特性提出了電池生熱率模型，之后通過研究人員的不斷發展研究，鋰離子電池熱模型已經呈現多維度趨勢發展；
Chen等[2]通過研究電池三維分層電化學-熱耦合模型仿真驗證了單體電池和成組電池包溫度分布的真實性；Lopez等[3]通過熱濫用模型實驗驗證了圓柱電池熱響應能力比棱柱電池小；Chacko等[4]將電-熱模型應用到恒流勻速和變電流工況中，研究發現變電流對電池溫升影響較高。
本文在前人研究基礎上，突破傳統仿真中將對流換熱系數、電壓溫度系數設定為常數，通過變化的電壓溫度系數來估算對流換熱系數，以此來達到更高的溫度仿真精度。
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
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 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，結合本教程，您將學習如何創建復合材料模型、定義材料屬性、設置鋪層、進行網格劃分、施加載荷和邊界條件，并最終求解和分析結果。
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構，需將蒙皮和肋板分割為獨立的面或體，以便后續定義接觸關系和鋪層順序。在接觸區域（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 為了便于共節點識別或接觸定義，可在接觸區域生成輔助線或面，確保網格劃分時節點對齊，避免因網格不匹配導致計算錯誤。
2.2 材料定義
1. 在左側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，找到材料數據庫，對模型材料進行設置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環氧樹脂（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.
展開 AnsysWB-基于熱循環載荷的焊球熱應力仿真 ￥15
由于反復接通和斷開電源，微電子元件受
</div><div contenteditable="false" width="100%">
到熱循環的作用，因此，焊點處出現裂紋，斷開了芯片與印刷電路板的連接，從而導
</div><div contenteditable="false" width="100%">
致故障。
</div><p>本例基于 “非線性結構材料模塊”中的模型 “黏塑性焊點”。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png?
展開 
Flotherm：IGBT熱仿真模型的校準
背景介紹
無論什么學科，什么類型的仿真模型，都會設置各種參數的數值。由于種種原因，部分參數的預估和猜測是不可避免的。但是參數的預估和猜測會導致仿真模型準確性不足，和實際物理場景不一致。由此，仿真模型得到的結果可信度會大打折扣。
兩者有多接近？
為此，提出了模型校準的概念。所謂模型校準，是通過對仿真模型的參數進行不斷調整，以使仿真模型的參數和物理實際充分接近的迭代過程。
在電子熱仿真中，通常涉及模型校準的是元器件級和板級的仿真。
元器件級熱仿真
板級熱仿真
通過模型校準，不僅可以提高仿真模型的可信度，也可以提高仿真模型針對不同物理場景下的可重復利用能力，得到的某些參數可以在整機和環境級分析中提供元器件相關的更準確參數。
模型是否進行過校準，其仿真結果可能會有較大差異。
某型號芯片熱仿真模型校準前后的節溫比較
模型校準前后，在第一個脈沖結束時溫度分布對比
Flotherm軟件可以和T3ster熱阻測試儀聯合應用，對模型進行校準。其校準流程如圖所示。
展開 Fluent仿真實例 – DPM模型仿真噴淋水滴在熱空氣管道中蒸發
案例描述：
在一根圓管中，熱空氣從進口流入。管中分布著水滴噴入器，在管中，水滴將會被熱空氣加熱蒸發相變為水蒸氣，液滴、水蒸氣和熱空氣一起混合從出口流出。
CFD仿真思路：
先求解沒有液滴的流場；
啟動DPM模型+Species模型仿真液滴以及蒸發問題。
1、啟動軟件并導入網格
1.1 啟動Fluent軟件，選擇3D雙精度求解器。
1.2 導入網格，網格文件在文章底部有下載鏈接。
2、模型設置
2.1 啟動能量方程。
2.2 湍流模型。
2.3 啟動組分傳輸模型Species Model。當設置后點擊會彈出一個information確認框，點擊ok確定即可。
2.4 設置離散型DPM模型。
3、材料設置
對于本工況，空氣、水、O2和N2保留默認設置。
4、邊界條件
4.1 進口邊界，設置進口速度為16 m/s，設置進口溫度為900K，設置物料組分O2為0.23。
4.2 出口邊界，設置物料組分O2為0.23。
5、操作條件
6、設置水滴噴射點。
6.1 噴射點0，操作Dedine -> Injections…
點擊Create按鈕后，彈出設置框。
在Turbulent Dispersion按鈕，設置Discrete Random Walk Model。
6.2 建立噴射點1。噴射點1只是在噴射點0的基礎上，只修改噴射位置而已，所以操作上只需要copy噴射點0，然后修改位置即可。
6.3 copy噴射點1，建立其它7個噴射點，噴射點的位置如下列表，同時Total Flow Rate設置為0.003。
展開 基于COMSOL的礦用負荷電纜熱路模型仿真分析
摘 要：為了準確分析礦用負荷供電線纜的溫度變化情況，基于電纜熱路分析法建立了礦用電纜仿真模型。分別模擬了電纜在正常狀態、老化以及絕緣層損傷時溫度場與電場的分布情況。分析結果表明：電纜在正常狀態運行時，內部場強最大，線芯溫度最高；隨著絕緣介電常數的下降，電纜內部場強增大、溫度升高。通過分析不同情景的電纜場強與溫度場分布，其結果可為煤礦負荷電纜的溫度監測以及電纜壽命預測等提供一定的理論依據。
關鍵詞：礦用電纜;溫度場;電場強度;電纜老化;電纜受損;
0 引言
礦用電纜的運行狀態關乎礦井供電系統的穩定性與安全生產。由于煤礦井下環境惡劣，老化、高溫、受潮、破損等原因加速了電纜絕緣老化、性能降低，進而引發事故。電纜引起的火災具有發生迅速、傳播快、且產生大量有毒有害氣體的特點。溫度是影響電纜絕緣性能的因素之一，電纜導體溫度決定其傳輸能力，當交聯聚乙烯電纜線芯達到一定溫度時就有發生火災的危險。因此，研究人員開展了對電纜溫度監測的研究，但大多是針對電纜溫度進行在線監測，并未深入研究溫度對線纜狀態的影響規律，而電纜運行狀態及壽命與其長期運行的溫度密切相關。
因此，本文從正常狀態、老化以及絕緣層受損3種場景進行電纜溫度場與電場分布規律研究，研究結果可以更好地進行電纜溫度監測，以保障煤礦井下穩定供電。
1 礦井線纜仿真
(1）模型建立
由于電纜負荷電流變化引起的溫升只與電纜自身參數有關，因此，與穩態熱路模型不同，分析電纜暫態熱路模型時需要考慮電纜不同結構的熱容量，根據MYJV22-8.7/10 k V 3×50 mm2電纜的結構以及相關參數，基于電纜熱路分析法在COMSOL軟件中建立仿真模型。其參數如表1所示。
展開 ANSYS Workbench汽車防撞梁碰撞仿真，附講解視頻及模型文件 ￥88
ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指導手冊
本案例文檔，適合本科畢業設計水平，具有極高參考價值，請合理使用文檔。涉及汽車防撞梁結構的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結果處理等各個方面。設置方法程詳細，結果結果合理。相關復合材料鋪層均可使用該文檔方法設置完成。
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本手冊旨在指導用戶使用ANSYS Workbench進行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件定義、計算參數配置及結果分析等步驟，完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊適用于結構工程師、仿真分析師及相關技術人員。
2. 幾何處理
2.1 幾何導入
推薦使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 進行幾何前處理，二者在抽殼、幾何修復等操作中效率較高。也可選擇用其他三維CAD軟件（如SolidWorks、CATIA）導入幾何，但需確保導出格式兼容（如.stp、.igs）。
打開Workbench，進入Geometry模塊。右鍵點擊Import Geometry，選擇防撞梁模型文件（如.stp格式）。點擊Generate生成幾何體，雙擊進入該模塊，檢查模型完整性。也可以先打開該模塊，再導入幾何。
2.2 幾何簡化（抽殼）
防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡化，以減少計算量。
操作步驟：在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具（Thin/Surface）。點擊目標面，設置厚度方向（例如3mm），生成殼模型。隱藏實體模型（快捷鍵F9），僅顯示殼結構。
幾何檢查：切換至線框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。
展開 基于粘彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型
背景介紹
熱固性樹脂基復合材料在制件成型過程中會產生殘余應力，引起固化變形，從而增加裝配和制造的難度，因此，合理預測預制件固化過程中的殘余應力的發展具有重要意義。
早期的研究主要集中于彈性理論來研究復材的固化成型，現今，越來越多的文獻考慮了樹脂的固化放熱以及材料的各向異性等因素的影響，發展了基于粘彈性模型的數值仿真計算方法，證明了粘彈性的結果固化變形量小于線彈性的結果，且樹脂含量越高的復材，其粘彈性效果越明顯。
RTM成型工藝示意圖
二。粘彈性模型在Abaqus中的實現
本文作者在參考文獻【1】的基礎上，使用廣義Maxwell粘彈性本構模型，聯合編寫了HETVAL、USDFLD、DISP、UMAT及UEXPAN子程序，在abaqus軟件平臺中實現了復材固化成型的仿真模擬，其基本編程思路如下圖所示：
其中，最關鍵的粘彈性本構公式為：
參考上述公式和子程序的編寫流程，可以完成上述模型。最后得到仿真Mises應力云圖和S33云圖如下：
得到的S33關于時間的曲線趨勢如下所示：
該曲線結果和文獻有出入，但是榮的文獻中關于底數的取值有錯誤，亦即下列公式的底數應以e為底數，而不是10
【1】
基于黏彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型.pdf
最后，歡迎大家關注“320科技工作室”微信公眾號，有相關需求可以添加管理員聯系方式~
展開 1P52S 液冷儲能pack 熱仿真模型 Icepak tzr格式+詳細仿真學習教程 ￥100
<div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202412/attachment/d48b67cda10c45cbac533dfdf921521e.png" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202412/attachment/d48b67cda10c45cbac533dfdf921521e.png"></figure></div><p><span style="color: rgb(25, 27, 31); background-color: rgb(255, 255, 255);">1P52S 液冷儲能pack 熱仿真模型 Icepak tzr格式，外加詳細仿真學習教程，下載可直接運行出結果，跟著教程逐步仿真，可快速學習上手，購買后可技術交流。</span></p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31); background-color: rgb(255, 255, 255);">?</span></p>
展開 Starccm+ 電池包熱仿真分析（附模型及分析流程） ￥85
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202301/63104d8b27704c599c67215bbb5a117a.png">
</div><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p><p>2 案例分析</p><p>2.1 3D模型前處理</p><p>關鍵點：不能存在重復面、干涉以及單獨面。</p><p>將3D模型導入到<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">ansys</a>中<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/16644" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">SpaceClaim</a>中，進行邊角處理。
展開 
FloEFD熱仿真分析之模型準備
FloEFD熱仿真分析之模型準備
By CAE白堤
1、仿真模型打開與簡化
雙擊安裝好的FloEFD啟動快捷鍵，軟件自動打開已經連接上的三維設計軟件CREO，直接在CREO中打開需要仿真的模型。能直接在熟悉的三維設計軟件操作是把雙刃劍，一方面，可以避免不同軟件之間模型轉化的問題，但另一方面如果不恰當的使用模型，會增加網格數量，從而增加計算機的負擔，降低仿真效率。仿真優化不像結構設計越詳細越好，反而是在不影響仿真結果的基礎上，越簡單越好。當然，將一個詳細模型簡化為適合熱仿真分析模型的工作需要一定的經驗技巧，比如，去除一些倒角、孔位、定位等結構細節，去除一些無關緊要的模型組件等。
2、仿真模型的準備
雖然仿真模型得到了簡化，但不一定萬事大吉。在某些情況下，FloEFD不一定能識別出仿真分析的所有的固體模型和流體區域。這時可充分利用【檢查模型】功能，不僅能檢查出無法充分求解的某些模型組件，也可以檢查是否存在可能導致軟件創建不適當網格的模型問題（FloEFD不允許組件之間為點接觸或者線接觸，如下）。
操作：點擊【檢查模型】，在跳出的檢查模型窗口，點擊“檢查”，在跳出檢查結果窗口查看檢查結果。
狀態一：點擊“檢查”，檢查結果顯示狀態成功，模型正常，那么模型準備大功告成；
狀態二：點擊【檢查模型】后，跳出“以下組件不能用于分析”，點擊“確認”后，在檢查模型窗口模型樹組件的圖標標有紅叉或紅箭頭，檢查結果顯示狀態成功，但有零件準備失敗。
展開 FloEFD熱仿真分析之模型簡化（二）
風扇工程數據庫：FloEFD自帶的風扇數據庫，如沒有可自己根據風扇的特性曲線創建風扇；
在瞬態分析時候，通過設置切換來控制風扇的開關；熱動力參數和湍流參數一般不做修改；目標可根據需求設置關注的參數；
另外，降級很實用，往往供應商提供的理論風扇特性曲線與實際曲線有一定的差異，可設置對應的系數；
風扇選擇需要考慮的一些因素：
所需的空氣流量：系統的阻抗的影響，為了達到最大流量，應盡量減少障礙物，但有時需擋風板引流到某些部件上，避免回流；
交流或直流風扇：現在一般需用直流風扇，因為其壽命長，功耗低，此外，其速度與電壓稱正比，方便風量控制；
電壓：一般12V和24V，優選高壓，這樣電流和功耗都更低；
速度：風扇產生噪音的頻率和幅度隨著轉速的增加和增加，盡量選擇低速電機；
預期壽命：鎖定轉子且能重新啟動并正常運行；
噪聲影響：盡量使用最大的風扇，避免共振，避免高速區障礙物；
入口風扇或出口風扇：有灰塵要求，選擇入口；通風口面積至少比風扇開口大50%；
文章作者：白堤，碩士，有限元設計圈主編，就職于國內某知名企業，主要從事熱設計仿真工作。大佬們都還在努力，更何況自己還只是個學習者。希望通過微信公眾號拋磚引玉，結交更多志同道合的朋友。仿真之路漫漫其修遠矣，我將上下而求索。
展開 ANSYS SpaceClaim 仿真建模和CAE仿真、CFD仿真模型處理知識總結
SpaceClaim、Mindmaster相關課程如下：
ANSYS SpaceClaim 202【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15841
用思維導圖mindmaster去學習課程【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15809
stl、obj快速轉STP研習課程【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14526
展開 基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網格劃分。
HyperMesh網格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網格（MASS21）,并與鉸座表面節點建立起剛性連接。定義點網格質量近似為0，這樣在點網格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 