ansys 機箱散熱仿真的案例
讓電子散熱仿真更高效，更簡單：幾分鐘完成機箱散熱前處理
從2000年碩士期間開始，一直從事CFD數值仿真，從自主開發程序到商業軟件，對CFD數值模擬具有豐富經驗。在日期間一直從事流體仿真工作，從汽車發動機燃燒，燃料電池數值模擬，電子散熱到化工，原子能等領域承接過大型CFD工程項目以及技術支持，積累了豐富的工程經驗，與汽車領域的豐田，本田，日產，以及其他領域的住友化學，新日本石油，三菱，松下等大型客戶進行過技術支持以及咨詢項目。
風冷機箱主動散熱案例仿真分析
定義CPU與散熱器接觸的面定義接觸熱阻。
11、定義目標
由于CPU的溫度和變壓器的溫度是散熱設計的關鍵，所以把其設置為目標，且用于控制目標收斂。
12、定義網格
先設置全局網格，采用自動網格劃分，細化等級為4，再針對所有的電子元器件和PCB進行局部網格劃分。
三、求解計算
在正式求解之前，首先劃分網格，根據網格的結果再調考慮局部網格劃分設置是否合理。網格劃分判斷沒問題后，再進行求解。
四、仿真結果
1、切面云圖
CPU的溫度85℃
變壓器的溫度為79℃
2、表面云圖
3、流動跡線
五、小結
通過以上一個典型的風冷機箱案例，展示被動散熱仿真模型的建立過程。得到了的CPU的溫度以及變壓器的溫度，但總體溫度還是偏高，還有很大的優化空間，比如，增加CPU散熱器底板厚度、筋的高度甚至可以嵌銅，變壓器的方向轉動90°，調整電容的位置等。
文章作者：白堤，碩士，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 工程師轉型圈 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 Icepak在機箱機柜熱仿真中的應用
機箱機柜一直被看作是電子設備中的低值、附屬產品，只是用來容納數據卡、IC板，主芯片等設備的容器，并不被重視。但是，附屬的機箱卻是昂貴的IT設備最直接的物理保護。重視IT設備本身，卻忽視了其所處的安裝環境，往往有設備運行可靠性不高，故障頻發，提前老化報廢的潛在風險。
同樣，對于軍用電子設備，工作環境相當惡劣，因此通常采用密封機箱來解決這一問題，而密封與散熱則是一對矛盾，在設計時必須同時考慮內部和外部的兩種熱設計方案，通過合理的熱設計和空間熱量分布與轉化仿真，使其從內部向外部的傳熱達到最佳狀態。
這里以一個全封閉、無風扇長效UPS開發案例的熱設計過程來闡述空間熱量分布與轉化分析平臺在產品開發過程中的有效性和必要性。問題的關鍵就是在不增加系統溫升的情況下怎么處理系統散熱。
總體方案：整個系統由三個艙組成，變壓器艙，主Power板艙，散熱片艙，三個艙相互隔開，以減少熱相互影響。
系統Thermal模型圖
變壓器與POWER板隔開
在此種UPS中，變壓器是一個較大的功耗元器件，對系統的溫升的影響不可忽視，進而影響到其他功耗元器件得溫升。
1
變壓器與Power板用薄板隔開
沒加隔板前，整個溫度場分布
加隔板后，整個溫度場分布
由圖可以看見，加隔板后，Power板側的元器件溫升都有所下降了10~20℃。
展開 仿真應用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識別與簡化
ANSYS Icepak 作為一款專門用于電子產品散熱分析的仿真軟件，集幾何建模、網格生成、求解和后處理于一體。在封裝、組件、板和系統級的熱分析領域獲得日益廣泛的關注。
ANSYS Icepak 的幾何建模包括自建模型和模型導入兩種方式，其中模型導入更為常用，即將CAD模型進行轉化處理后導入 ANSYS Icepak 軟件。本文主要介紹以 ANSYS SCDM 為基礎的 ANSYS Icepak 模型導入及其處理方式，
包括模型識別與模型轉化。
模型識別是指將 CAD 模型轉為 ANSYS Icepak 認可的三維模型，并進行適當的幾何處理，刪除產品上不影響散熱或發熱的零件整體或細節特征，以及一些不必要的圓角設計，可通過ANSYS SCDM 中 Workbench 選項卡內的 Identify Objects（識別對象）進行操作。
模型簡化是指將無法直接識別或需簡化處理的 CAD 模型進行操作，使它們能夠與ANSYS Icepak 對象幾何相容。ANSYS SCDM 中的 IcePak Simplify（仿真簡化）工具用于簡化主體，其中簡化類型分別為0級、1級、2級、3級。
展開 
基于ANSYS的水冷電機控制器散熱仿真分析
摘 要：
電機控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關系到電機的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩態熱模塊及流體模塊,分別對其進行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發熱器件的散熱狀態,得出水冷散熱的仿真效果比常態下的溫度降低約27℃,為實際產品的設計生產提供支撐。
關鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產品小型化的發展，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越大，其運行時會產生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結構空間的散熱，保證其不超過耐熱極限[1,2]。水的比熱容是空氣的4倍，選用水冷板對其進行散熱處理，可以提高散熱效率[3,4]。以5.5 k W控制器為例，對其主要發熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結構降階處理
對5.5 k W控制器進行3D建模，顯示控制器有1215個部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會使模擬計算量和時間增加，一般需要進行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發熱器件為8個電容及3個IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發熱不嚴重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進行分離，防止后期網格劃分時，將殼體和水道劃為整體，導致網格劃分不合適，計算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網格設置
網格劃分的好壞直接關系到計算的結果和計算時間的長短，所以在進行網格劃分的時候，優先選擇曲面狀的物體進行網格劃分，這樣在網格劃分的時候就可以保證曲面的完整性。
展開 Ansys CFD在電機散熱仿真中的應用
【前言】10年前，作為CFD仿真技術支持工程師的時候，最驕傲的一件事就是做了一個全電機的散熱仿真咨詢項目，雖然很辛苦，但項目的鍛煉價值極高，讓我在后續多年工作中都受益無窮。
那個時候采用的是DM和ICEM交替來簡化電機模型，現在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個時候計算機硬件內存有限，網格劃分只能采用混合網格，用混合網格，模型又必須進行相應的等效和簡化，所以你除了要熟悉電機的工作原理，你還需要對電機組成結構的每一部分的功能和作用都了如指掌。而現在有了Ansys Fluent Meshing，網格劃分的效率大幅提升，針對Ansys CFD電機散熱仿真的關鍵技術包括：模型簡化、網格劃分、接地系數、絕緣處理、風扇罩處理、氣隙處理等等。
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電機散熱仿真分析的必要性
電機是一種實現機電能量轉換的電磁裝置。從19世紀末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產機械的原動機。電機在運行時將產生各種損耗，這些損耗轉變成熱量，使電機各部件發熱，溫度升高。電機中的某些部件，特別是電機的絕緣，只能在一定的溫度限值內才能可靠工作。為維持電機的合理壽命，需要采取適當的措施將電機中的熱量散發出去，使其在允許的溫度限值內運行。
展開 來稿 | Ansys CFD在電機散熱仿真中的應用
關于Ansys CFD
計算流體動力學 (CFD) 是一款操作靈活、結果精確、應用廣泛的仿真工具。Ansys CFD 不僅能提供定性結果，還可就流體的相互作用和平衡做出準確的定量預測，讓新手和專家用戶都能運行出色的 CFD 仿真。全新基于任務的工作流程有助于用戶開展更多的工作：只需進行簡單的學習便可在較短時間內準確地解決復雜問題。
Ansys fluent16.0流固耦合散熱仿真
穩態求解：風扇用MRF模型，在cell zone conditions中勾選Frame motion，設置好旋轉中心和轉速；
一、流固耦合交界面處理方法：
1、在SCDM中設置共享拓撲；
2、打開fluent meshing，軟件自動生成contact，每個接觸重命名為interface，在fluent中會自動生成交界面；
3、把自動生成的contact刪除，單獨命名各個接觸面為interface，之后在fluent/mesh interfaces中手動匹配；
4、將接觸的part進行form new part操作，之后就不用進行交界面的耦合操作（共節點）；
二、常見報錯：
1、 does not support overlapping geometry in contact region;
2、 does not support overlapping geometry in named sections;
第一種報錯是因為有一個面被設置在了多個接觸對中，檢查接觸面，刪除重復接觸面；
第二種報錯是因為有一個面被重復的命名，檢查named section，刪除重復命名截面；
展開 ANSYS Icepak封裝級電子散熱仿真解決方案
ANSYS Icepak–完整的熱仿真工具
Icepak提供完整的熱仿真流程/能力
可集成于ANSYS Workbench，利用WB中的其它軟件，完成上下游工作/多物理場分析
ANSYS ICEPAK的專業之處
快速建模功能：ANSYS Icepak擁有一系列“Object”，借助于它們，用戶可以快速建立常見的電子器件。
ECAD & MCAD 數據導入：ANSYS Icepak可以導入各種格式的ECAD和MCAD數據格式
貼體網格自動劃分Fluent求解器：
- ANSYS Icepak可以自動劃分高質量的貼體網格，而非一般電子散熱仿真工具非常粗糙的階梯型網格。網格算法靈活多變，可根據具體問題選擇最為合適的方法。Icepak網格技術在沒有損失求解精度的情況下使得模擬速度大大加快！
- ANSYS Icepak使用全球CFD市場占有率最高的ANSYS FLUENT求解器。
展開 干貨 | ANSYS新能源電池包散熱仿真解決方案
ANSYS采用降階處理的方式，通過LTI ROM、SVD ROM與ECM耦合方法搭建了完整的電池包熱分析模型，從結果可以看出，這種方法不僅保證了與傳統CFD分析方法一樣的精度，還大大縮短了計算時間，提高了實際用于中的分析效率。
鑒于篇幅的限制，本文未對各模型的理論做詳細的介紹，若有任何疑問請聯系陽普科技。
（注：文中圖片來自ANSYS官方發布的公開資料）
干貨 | ANSYS新能源電池包散熱仿真解決方案
ANSYS采用降階處理的方式，通過LTI ROM、SVD ROM與ECM耦合方法搭建了完整的電池包熱分析模型，從結果可以看出，這種方法不僅保證了與傳統CFD分析方法一樣的精度，還大大縮短了計算時間，提高了實際用于中的分析效率。
鑒于篇幅的限制，本文未對各模型的理論做詳細的介紹，若有任何疑問請聯系陽普科技。
（注：文中圖片來自ANSYS官方發布的公開資料）
從零開始學散熱——實用Ansys Icepak熱仿真教程——課程案例文件
Icepak Cases for the Training.zip
視頻教程地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11492
另外，從零開始學散熱——實用Flotherm熱仿真教程地址
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12616
2021年春季----電子產品散熱理論設計與ANSYS ICEPAK仿真實戰技術高級培訓班招生簡章
專業熱設計人必學必會182講散熱理論設計視頻培訓課程，了解本課程請點擊下面鏈接：
ANSYS ICEPAK 視頻培訓課程，了解本課程請點擊下面鏈接：
南京青松熱設計工作室精彩視頻教程：
電子產品散熱理論設計視頻培訓課程：
專業熱設計人必學必會182講---電子產品散熱設計理論視頻課程（國內首套有關散熱理論設計的系統培訓課程）
ANSYS ICEPAK 視頻培訓課程：
我所理解的熱仿真---ANSYS ICEPAK電子散熱仿真全套原創視頻教程
水冷電機散熱理論設計與仿真視頻培訓課程：
新能源電動汽車水冷電機散熱理論熱設計與ANSYS ICEPAK熱仿真
大功率開關電源仿真視頻培訓課程：
電解電容的發熱損耗計算與分析
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