ansys散熱仿真原理
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys散熱仿真原理的視頻教程
從零開(kāi)始學(xué)散熱——實(shí)用Ansys Icepak熱仿真教程
培訓(xùn)-案例文件.rar 從零開(kāi)始學(xué)散熱-Useful Index V0.xlsx 深度介紹熱仿真基本原理，熱設(shè)計(jì)基本理論知識(shí)，解讀導(dǎo)熱材料、散熱器、風(fēng)扇等常見(jiàn)散熱物料的選型設(shè)計(jì)方法，并在此基礎(chǔ)上，以Icepak為表達(dá)工具，展示產(chǎn)品熱仿真建模方法以及熱方案優(yōu)化思路。
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從零開(kāi)始學(xué)散熱——Ansys Icepak瞬態(tài)仿真
介紹使用Ansys Icepak進(jìn)行瞬態(tài)仿真的知識(shí)。 同時(shí)對(duì)儲(chǔ)熱材料的特征和建模方式做簡(jiǎn)介。 瞬態(tài)仿真在熱設(shè)計(jì)中用的不多，但隨著新能源汽車、快速充電器、智能手表等產(chǎn)品的興起，瞬態(tài)設(shè)計(jì)越來(lái)越廣泛，看到有許多朋友反饋Ansys Icepak瞬態(tài)仿真的一些問(wèn)題。 這部分內(nèi)容原本想加到 從零開(kāi)始學(xué)散熱——實(shí)用Ansys Icepak教程中，結(jié)果因?yàn)槟莻€(gè)課程節(jié)數(shù)太多加不了了，就單獨(dú)列出來(lái)了。
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ANSYS ICEPAK電子散熱仿真全套原創(chuàng)視頻教程
TRASH與INACCTIVE的區(qū)別 如何定義模型的溫度限制及查看 如何在實(shí)體模型上進(jìn)行開(kāi)孔或槽 ? ICEPAK教程—建模篇 熱管的建模與參數(shù)設(shè)置 如何利用HEATSINK對(duì)象進(jìn)行異形散熱片的構(gòu)建 如何利用板或塊等模型進(jìn)行異形散熱片構(gòu)建 大模型如何用對(duì)稱模進(jìn)行仿真 ICEPAK教程—參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)篇 如何利用參數(shù)化控制對(duì)散熱片進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 如何利用參數(shù)化控制對(duì)散熱片進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)
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ansys散熱仿真原理的實(shí)例教程
ANSYS Icepak 作為一款專門用于電子產(chǎn)品散熱分析的仿真軟件，集幾何建模、網(wǎng)格生成、求解和后處理于一體。在封裝、組件、板和系統(tǒng)級(jí)的熱分析領(lǐng)域獲得日益廣泛的關(guān)注。
ANSYS Icepak 的幾何建模包括自建模型和模型導(dǎo)入兩種方式，其中模型導(dǎo)入更為常用，即將CAD模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理后導(dǎo)入 ANSYS Icepak 軟件。本文主要介紹以 ANSYS SCDM 為基礎(chǔ)的 ANSYS Icepak 模型導(dǎo)入及其處理方式，
包括模型識(shí)別與模型轉(zhuǎn)化。
模型識(shí)別是指將 CAD 模型轉(zhuǎn)為 ANSYS Icepak 認(rèn)可的三維模型，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膸缀翁幚恚瑒h除產(chǎn)品上不影響散熱或發(fā)熱的零件整體或細(xì)節(jié)特征，以及一些不必要的圓角設(shè)計(jì)，可通過(guò)ANSYS SCDM 中 Workbench 選項(xiàng)卡內(nèi)的 Identify Objects（識(shí)別對(duì)象）進(jìn)行操作。
模型簡(jiǎn)化是指將無(wú)法直接識(shí)別或需簡(jiǎn)化處理的 CAD 模型進(jìn)行操作，使它們能夠與ANSYS Icepak 對(duì)象幾何相容。ANSYS SCDM 中的 IcePak Simplify（仿真簡(jiǎn)化）工具用于簡(jiǎn)化主體，其中簡(jiǎn)化類型分別為0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)。
展開(kāi) 摘 要：
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個(gè)電容及3個(gè)IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對(duì)其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對(duì)比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展，控制器的尺寸隨著元器件的小型化逐漸減小，但元器件的熱功率密度越來(lái)越大，其運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結(jié)構(gòu)空間的散熱，保證其不超過(guò)耐熱極限[1,2]。水的比熱容是空氣的4倍，選用水冷板對(duì)其進(jìn)行散熱處理，可以提高散熱效率[3,4]。以5.5 k W控制器為例，對(duì)其主要發(fā)熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進(jìn)行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結(jié)構(gòu)降階處理
對(duì)5.5 k W控制器進(jìn)行3D建模，顯示控制器有1215個(gè)部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會(huì)使模擬計(jì)算量和時(shí)間增加，一般需要進(jìn)行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發(fā)熱器件為8個(gè)電容及3個(gè)IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發(fā)熱不嚴(yán)重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補(bǔ)完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進(jìn)行分離，防止后期網(wǎng)格劃分時(shí)，將殼體和水道劃為整體，導(dǎo)致網(wǎng)格劃分不合適，計(jì)算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分的好壞直接關(guān)系到計(jì)算的結(jié)果和計(jì)算時(shí)間的長(zhǎng)短，所以在進(jìn)行網(wǎng)格劃分的時(shí)候，優(yōu)先選擇曲面狀的物體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣在網(wǎng)格劃分的時(shí)候就可以保證曲面的完整性。
展開(kāi) 【前言】10年前，作為CFD仿真技術(shù)支持工程師的時(shí)候，最驕傲的一件事就是做了一個(gè)全電機(jī)的散熱仿真咨詢項(xiàng)目，雖然很辛苦，但項(xiàng)目的鍛煉價(jià)值極高，讓我在后續(xù)多年工作中都受益無(wú)窮。
那個(gè)時(shí)候采用的是DM和ICEM交替來(lái)簡(jiǎn)化電機(jī)模型，現(xiàn)在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存有限，網(wǎng)格劃分只能采用混合網(wǎng)格，用混合網(wǎng)格，模型又必須進(jìn)行相應(yīng)的等效和簡(jiǎn)化，所以你除了要熟悉電機(jī)的工作原理，你還需要對(duì)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)的每一部分的功能和作用都了如指掌。而現(xiàn)在有了Ansys Fluent Meshing，網(wǎng)格劃分的效率大幅提升，針對(duì)Ansys CFD電機(jī)散熱仿真的關(guān)鍵技術(shù)包括：模型簡(jiǎn)化、網(wǎng)格劃分、接地系數(shù)、絕緣處理、風(fēng)扇罩處理、氣隙處理等等。
1
電機(jī)散熱仿真分析的必要性
電機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生各種損耗，這些損耗轉(zhuǎn)變成熱量，使電機(jī)各部件發(fā)熱，溫度升高。電機(jī)中的某些部件，特別是電機(jī)的絕緣，只能在一定的溫度限值內(nèi)才能可靠工作。為維持電機(jī)的合理壽命，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧㈦姍C(jī)中的熱量散發(fā)出去，使其在允許的溫度限值內(nèi)運(yùn)行。
展開(kāi) 【前言】10年前，作為CFD仿真技術(shù)支持工程師的時(shí)候，最驕傲的一件事就是做了一個(gè)全電機(jī)的散熱仿真咨詢項(xiàng)目，雖然很辛苦，但項(xiàng)目的鍛煉價(jià)值極高，讓我在后續(xù)多年工作中都受益無(wú)窮。
那個(gè)時(shí)候采用的是DM和ICEM交替來(lái)簡(jiǎn)化電機(jī)模型，現(xiàn)在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存有限，網(wǎng)格劃分只能采用混合網(wǎng)格，用混合網(wǎng)格，模型又必須進(jìn)行相應(yīng)的等效和簡(jiǎn)化，所以你除了要熟悉電機(jī)的工作原理，你還需要對(duì)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)的每一部分的功能和作用都了如指掌。而現(xiàn)在有了Ansys Fluent Meshing，網(wǎng)格劃分的效率大幅提升，針對(duì)Ansys CFD電機(jī)散熱仿真的關(guān)鍵技術(shù)包括：模型簡(jiǎn)化、網(wǎng)格劃分、接地系數(shù)、絕緣處理、風(fēng)扇罩處理、氣隙處理等等。
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電機(jī)散熱仿真分析的必要性
電機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生各種損耗，這些損耗轉(zhuǎn)變成熱量，使電機(jī)各部件發(fā)熱，溫度升高。電機(jī)中的某些部件，特別是電機(jī)的絕緣，只能在一定的溫度限值內(nèi)才能可靠工作。為維持電機(jī)的合理壽命，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧㈦姍C(jī)中的熱量散發(fā)出去，使其在允許的溫度限值內(nèi)運(yùn)行。
電機(jī)冷卻的目的就是根據(jù)不同類型電機(jī)選擇一種合理冷卻方式，保證在額定運(yùn)行狀態(tài)下，電機(jī)各部分溫度不超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的限值。電機(jī)的冷卻方式，主要是指對(duì)電機(jī)散熱采用什么冷卻介質(zhì)和相應(yīng)的流動(dòng)途徑。
展開(kāi) 穩(wěn)態(tài)求解：風(fēng)扇用MRF模型，在cell zone conditions中勾選Frame motion，設(shè)置好旋轉(zhuǎn)中心和轉(zhuǎn)速；
一、流固耦合交界面處理方法：
1、在SCDM中設(shè)置共享拓?fù)洌? 2、打開(kāi)fluent meshing，軟件自動(dòng)生成contact，每個(gè)接觸重命名為interface，在fluent中會(huì)自動(dòng)生成交界面；
3、把自動(dòng)生成的contact刪除，單獨(dú)命名各個(gè)接觸面為interface，之后在fluent/mesh interfaces中手動(dòng)匹配；
4、將接觸的part進(jìn)行form new part操作，之后就不用進(jìn)行交界面的耦合操作（共節(jié)點(diǎn)）；
二、常見(jiàn)報(bào)錯(cuò)：
1、 does not support overlapping geometry in contact region;
2、 does not support overlapping geometry in named sections;
第一種報(bào)錯(cuò)是因?yàn)橛幸粋€(gè)面被設(shè)置在了多個(gè)接觸對(duì)中，檢查接觸面，刪除重復(fù)接觸面；
第二種報(bào)錯(cuò)是因?yàn)橛幸粋€(gè)面被重復(fù)的命名，檢查named section，刪除重復(fù)命名截面；
展開(kāi) 
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ansys散熱仿真原理的最新內(nèi)容
穩(wěn)態(tài)求解：風(fēng)扇用MRF模型，在cell zone conditions中勾選Frame motion，設(shè)置好旋轉(zhuǎn)中心和轉(zhuǎn)速；
一、流固耦合交界面處理方法：
1、在SCDM中設(shè)置共享拓?fù)洌? 2、打開(kāi)fluent meshing，軟件自動(dòng)生成contact，每個(gè)接觸重命名為interface，在fluent中會(huì)自動(dòng)生成交界面；
3、把自動(dòng)生成的contact刪除，
摘 要：
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個(gè)電容及3個(gè)IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對(duì)其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對(duì)比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
01
工程背景
熱—電子設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題
【前言】10年前，作為CFD仿真技術(shù)支持工程師的時(shí)候，最驕傲的一件事就是做了一個(gè)全電機(jī)的散熱仿真咨詢項(xiàng)目，雖然很辛苦，但項(xiàng)目的鍛煉價(jià)值極高，讓我在后續(xù)多年工作中都受益無(wú)窮。
那個(gè)時(shí)候采用的是DM和ICEM交替來(lái)簡(jiǎn)化電機(jī)模型，現(xiàn)在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存有限
ANSYS Icepak 作為一款專門用于電子產(chǎn)品散熱分析的仿真軟件，集幾何建模、網(wǎng)格生成、求解和后處理于一體。在封裝、組件、板和系統(tǒng)級(jí)的熱分析領(lǐng)域獲得日益廣泛的關(guān)注。
本培訓(xùn)內(nèi)容由兩部線上課程：”專業(yè)熱設(shè)計(jì)人必學(xué)必會(huì)182講---電子產(chǎn)品散熱設(shè)計(jì)理論視頻課程“ 部分章節(jié)內(nèi)容與”ANSYS ICEPAK 視頻培訓(xùn)課程”部分章節(jié)內(nèi)容提煉而成。
2021年春季深圳站線下課程開(kāi)課時(shí)間為：2021年1月9日—2021年1月10日，本次為期兩天的線下課程涉及軟件仿真與熱理論計(jì)算，有需要報(bào)名的朋友可以與我聯(lián)系，或加入下面的微信群，正式報(bào)名地點(diǎn)、時(shí)間相關(guān)信息會(huì)在群里及時(shí)發(fā)布
在國(guó)家政策的大力扶持下，新能源汽車這些年得到了蓬勃的發(fā)展。作為新能源汽車的核心零部件，電池包的性能對(duì)整車性能的影響是非常大的，因此在研發(fā)階段，各整車和零部件生產(chǎn)商對(duì)電池包的仿真分析都非常關(guān)注，而電池包熱分析是其中很重要的一環(huán)。
一般情況下，電池包是由幾百甚至幾千個(gè)單體電池組成，CFD建模時(shí)往往會(huì)生成超過(guò)千萬(wàn)的網(wǎng)格，如果按照傳統(tǒng)的CFD方法進(jìn)行瞬態(tài)熱分析
在國(guó)家政策的大力扶持下，新能源汽車這些年得到了蓬勃的發(fā)展。作為新能源汽車的核心零部件，電池包的性能對(duì)整車性能的影響是非常大的，因此在研發(fā)階段，各整車和零部件生產(chǎn)商對(duì)電池包的仿真分析都非常關(guān)注，而電池包熱分析是其中很重要的一環(huán)。
一般情況下，電池包是由幾百甚至幾千個(gè)單體電池組成，CFD建模時(shí)往往會(huì)生成超過(guò)千萬(wàn)的網(wǎng)格，如果按照傳統(tǒng)的CFD方法進(jìn)行瞬態(tài)熱分析
【前言】10年前，作為CFD仿真技術(shù)支持工程師的時(shí)候，最驕傲的一件事就是做了一個(gè)全電機(jī)的散熱仿真咨詢項(xiàng)目，雖然很辛苦，但項(xiàng)目的鍛煉價(jià)值極高，讓我在后續(xù)多年工作中都受益無(wú)窮。
那個(gè)時(shí)候采用的是DM和ICEM交替來(lái)簡(jiǎn)化電機(jī)模型，現(xiàn)在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存有限，網(wǎng)格劃分只能采用混合網(wǎng)格，用混合網(wǎng)格
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