ansys溫升仿真
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys溫升仿真的視頻教程
通電銅排的溫升仿真-基于ANSYS WORKBENCH中的Maxwell和FLuent
本教程主要講解了通電銅排在空氣中的溫升仿真計算。通過ANSYS Workbench仿真軟件，使用Maxwell模塊和Fluent模塊的耦合，計算得到通電銅排的溫升結果。并根據實際測試進行數據對比，仿真結果與實測數據相近。 視頻實例主要講解該案例的具體操作方法，包括建模、Maxwell模塊和Fluent模塊的詳細操作步驟；以及相關參數的設置；實測數據對比分析。
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ansys溫升仿真的實例教程
銅排通電發熱溫升仿真分析
Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析
Ansys electric desktop中Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析
在電子設備中，熱一般是由電產生的，電流通過導體，由于電阻產生發熱，發出的熱量導致導體溫度升高，而一般導體的電阻率跟溫度成正相關，即導體越熱電阻越大，在電流不變的情況下，發熱功率也會變大，如此循環直到達到平衡。
本案例主要講解了通電銅排在空氣中的溫升仿真計算。通過ANSYS workbench中的Maxwell仿真軟件，使用Maxwell中的電磁和icepak模塊的耦合，計算得到通電銅排的溫升結果.
主要講解該案例的具體操作方法，包括建模、Maxwell模塊和ICepak模塊的詳細操作步驟；以及相關參數的設置；
問題描述：假設有三根銅排，每根銅排通過有效值為1000A的50Hz的交流電，相鄰兩相間的相位差為120°，考察這三根排在空氣中的溫升情況。
1.首先建立模型
分析的模型為三個銅排，那么著時候就可以采用簡化方法了，在Maxwell的2D中建立三根銅排，如圖所示 ，模型為2維截面
2. 建立相應的電流和邊界條件
如圖所示，選擇三個矩形，添加parallel current，可以將三個斷面考慮成一個導體，自動考慮并聯效果，這樣就有了已知總電流的情況下，其集膚效應的影響，導致的電流分布不均勻現象。
展開 此案例是早年間做的一個電子連接器的溫升仿真。
假定電子連接器是由不同材料組成的一個整體。具體傳熱流程見下流程圖。最后得出的金屬外殼的溫度上升度即電子連接器的溫升。
30PIN電子連接器溫升案例：
有三種載荷情況：
載荷1：4-pin上施加3A的電流，其它26-pin施加0.5A的電流
載荷2：4-pin上施加2.5A的電流，其它26-pin施加0.5A的電流
載荷3：4-pin上施加2A的電流，其它26-pin施加0.5A的電流
算出的結果如下：
與試驗結果對比表如下：
誤差分析：
載荷1=(27.103-26.683)/27.103=1.55%
載荷2=(24.959-24.233)/24.233=3%
載荷3=(23.973-19.179)/23.973=20%
總結：低電流的電子連接器溫升仿真很容易實現，但是需要注意的是因為低電流的電子連接器發熱較低，其在測試過程中的自然對流系數會比大電流連接器要小一些。
展開 作者：大龍貓 微信：CAE-ANSYS
Maxwell軟件集成了電磁分析功能，可以完成運動部件的運動，查看其運動過程、另外新版本中集成了Icepak功能，Icepak是fluent的另一個界面，而該功能是icepak的簡化版，基本上可以完成相應溫升發熱的功能。
本實例是以一個動作器為例，完成了銜鐵在電磁力的作用下的運動過程，獲取其運動過程查看閉合時間，獲取電磁力隨時間變化的曲線。然后計算穩態閉合狀態下的電磁鐵功耗，后面使用Maxwell中的Icepak功能完成動作器的溫升，獲取相應的溫度分布和流場分布。
以此方法推測50mm^2線纜的溫升，如下：
50mm^2 cable線纜溫升仿真結果，200A~350A
仿真結果：環境溫度30 ° ，200A電流最高溫度為56.201 °（溫升26.2°），250A電流最高溫度70.94°（溫升40.94°），300A電流最高溫度88.95°（溫升58.95°），350A電流最高溫度為110.24°（溫升80.24°）。
最終的測試結果顯示，仿真方法一能模擬出真實的測試溫升。
4.1計算結果
讀取電動力，可以計算在不同時刻下的結構變形情況，Maxwell在ANSYS的結構分析中為插值計算，網格不需要匹配，但是網格越密，其插值計算結果越精確。
（1）三根銅排在電動力下的變形情況如圖所示
（2）三根銅排在電動力的應力情況如圖所示
在該電流下其銅排的變形量和應力值較小，因此銅排強度影響較小，而根據實際情況，短路電流的瞬時值會遠遠大于銅排的額定電流值，因此在電氣設備中需要對銅排的合適位置進行固定，例如本次分析的中間位置需要考慮固定，以降低應力值。
5.溫升計算
電氣設備中需要考慮通電導體在短路電流下的的溫升情況，所以采用相同方式將電磁的結果和瞬態溫度的分析進行耦合，查看結果是否符合要求
溫升的設置方法和結構分析類似，同樣需要考慮時間步的對應一致，瞬態熱分析在短時間內可以忽略散熱的影響，僅僅需要考慮發熱量和比熱容的關系即可，采用公式：發熱功率*time=cmT，即發熱量全部轉化為質量的溫升
計算結果如圖所示，通過溫度結果可以看到溫度在短時間內和電流功率分布一致，兩側溫升較大，同時可查看溫升和時間的關系如圖所示。
6.穩態溫升
導體在正常通電情況下根據標準需要考慮其穩態溫升，該分析可以采用Maxwell的渦流分析獲取功耗，如圖所示
采用fluent中進行耦合場仿真，考慮周圍空氣的散熱情況，自動計算空氣的對流散熱，最終計算的溫升如圖所示。通過流體動力學的方式其溫度結果并且可以查看空氣流動的方向和流通的速度。
ANSYS作為一款結構、電磁、溫升、流體、耦合場分析軟件在各行各業有著廣泛的應用，而只要掌握其方法就可以在實際工作中對產品仿真產生事半功倍的效果。
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本案例主要講解了通電銅排在空氣中的溫升仿真計算。通過ANSYS workbench中的Maxwell仿真軟件，使用Maxwell中的電磁和icepak模塊的耦合，計算得到通電銅排的溫升結果.
<p>本案例建立了一立方體結構的保溫箱，通過保溫箱內壁的熱輻射作用，引發了保溫箱內放置物體的溫度升高，由于物體內產生了溫差，又引發了物體本身的熱膨脹變形效應。采用COMSOL軟件仿真了以上這一物理過程，仿真結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/40bb42db33a044779e4d79e69c40fe87.gif
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應用在新能源領域的高壓電氣連接系統，由線纜、連接器、銅/鋁排組成。其中，搭接部分的連接器，是產品載流能力的瓶頸點，其本身的載流能力決定整個系統的載流能力。
目前行業應用的高壓大電流連接器，涵蓋40A~500A的載流要求。如何在設計之初就能準確評估產品的載流能力（即評估其溫升能力），是連接器行業亟需解決的技術難題
作者：大龍貓 微信：CAE-ANSYS
Maxwell軟件集成了電磁分析功能，可以完成運動部件的運動，查看其運動過程、另外新版本中集成了Icepak功能，Icepak是fluent的另一個界面，而該功能是icepak的簡化版，基本上可以完成相應溫升發熱的功能。
本實例是以一個動作器為例，完成了銜鐵在電磁力的作用下的運動過程，獲取其運動過程查看閉合時間，
電纜通電時電動力、結構、溫升的耦合仿真
作者：范文哲 專注于ANSYS Workbench系列軟件
電纜、導線和銅排在電氣化產品當中是應用最多的零部件，在電網當中的電流相對于民用設備的電流值是大很多的。由于電流的產生，根據麥克斯韋方程則在導線周圍會產生磁場，而由于洛倫茲力的作用，磁場會使導線之間發生吸引或排斥。另外，電纜在使用過程中大家可以發現有不同的橫截面積，不同的橫截面積是由于其單位長度下電阻的不同
此案例是早年間做的一個電子連接器的溫升仿真。
假定電子連接器是由不同材料組成的一個整體。具體傳熱流程見下流程圖。最后得出的金屬外殼的溫度上升度即電子連接器的溫升。
30PIN電子連接器溫升案例：
有三種載荷情況：
載荷1：4-pin上施加3A的電流，其它26-pin施加0.5A的電流
載荷2：4-pin上施加2.5A的電流，其它26-pin施加0.5A
模擬實驗室線纜溫升測試：
35mm^2 cable真實溫升仿真:150A，200A，250A，300A。
兩端兩根135mm^2 cable(1.1m長），中間兩根50mm^2 cable(1m長），最中間一根35mm^2 cable(2.5m長）
35mm^2 cable 150A 溫升仿真方法二：
兩端各1.5m長的185mm^2 cable,整體的主體電阻及溫升（150A,30.3
