ansys 輻射散熱的案例
Flotherm輻射散熱設(shè)置
Flotherm輻射參數(shù)設(shè)置解析
Flotherm軟件中的三個參數(shù)為：不對外輻射（Non-Radiating）、整個面只作為一個輻射面（Single Radiating）、將一個面分解成多個子面作為輻射面（Sub-divided Radiating）。
①Single Radiating：是將Part的這個面作為輻射面，面上溫度參數(shù)取的是該面上溫度的平均值，當(dāng)你的Part表面較小或者面上溫度梯度較小時，可以采用這種，否則取整個大面的溫度平均來作為輻射溫度，輻射計算就會比較粗糙,誤差相對較大。
②Sub-divided Radiating：則是將Part表面分解成若干個小面，每個小面作為一個輻射面，面上參考溫度取的是該小面上的平均溫度，小面的尺寸越小，輻射面上的參考溫度就越準(zhǔn)確，輻射分析就越精確，同樣占用資源也越多。
③Subdivided Surface Tolerance ：只有在選擇了Sub-divided Radiating才會被激活，該值用來作為上述輻射小面的一個邊長，目的是為了保證輻射小面始終不會小于所劃分的網(wǎng)格，這樣輻射溫度可以取這個網(wǎng)格內(nèi)的溫度或者是這幾個網(wǎng)格內(nèi)溫度的平均值）。
④Minimum Area Considered ：定義作為輻射面的最小值，這個值不能太大，否則，如果你的Part的表面面積小于這個值的話，該面將自動以Non-Radiating處理。
PS.
如果你選擇的是Single Radiating的話，只需要設(shè)置一個比你Part任何面面積都小的值給Minimum Area Considered 就行，軟件計算輻射時會很快。
展開 操作教程 | FLUENT散熱器熱輻射模擬
啟動FLUENT并導(dǎo)入網(wǎng)格
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2022→Fluid Dynamics→Fluent 2022命令，啟動Fluent 2022。
（2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導(dǎo)入.msh網(wǎng)格文件。
2. 定義模型
單擊命令結(jié)構(gòu)樹中General按鈕，彈出General（總體模型設(shè)定）面板，Solver中Time選擇Steady。勾選Gravity，在Z中填入-9.81m/s2。
3. 設(shè)置材料
單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對話框，選擇water-liquid單擊Copy按鈕確認(rèn)。
4. 設(shè)置能量方程
在模型設(shè)定面板，激活能量方程。
5. 設(shè)置湍流模型
在模型設(shè)定面板Models中雙擊Viscous按鈕，彈出Viscous Models對話框，勾選Realizable k-epsilon模型。
6. 設(shè)置邊界條件
（1）單擊主菜單中Physics→Zones→Boundaries按鈕啟動的邊界條件面板。
（2）在邊界條件面板中，設(shè)置inlet的參數(shù)如下圖所示。
（3）設(shè)置wall-fluid_domain的參數(shù)如下圖所示。
（4）設(shè)置wall-solid_fin的參數(shù)如下圖所示。
7.
展開 【Ansys線上直播回看】Ansys 2020 R1 CISPR25輻射發(fā)射仿真
『點擊觀看直播回放』
通過EMC輻射發(fā)射測試認(rèn)證是多數(shù)電子設(shè)備必須面臨的問題，利用虛擬分析技術(shù)可以在產(chǎn)品設(shè)計前期評估EMC性能、中期進(jìn)行EMC設(shè)計優(yōu)化與驗證，后期完成測試認(rèn)證失敗的整改措施分析等，有關(guān)EMC的建模仿真的思路非常關(guān)鍵、本次研討會主要是基于Ansys平臺解決方案包括HFSS、3D Layout、SIwave、分享包括有PCB、機(jī)殼、線纜等部件電子設(shè)備的輻射發(fā)射仿真分析思路與方法，并結(jié)合案例進(jìn)行軟件的操作演示，解答該仿真領(lǐng)域的一些常見應(yīng)用問題。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
隆重向大家推出Ansys行業(yè)應(yīng)用大講堂“仿真體系建設(shè)驅(qū)動數(shù)字創(chuàng)新”系列在線研討會；非常有幸邀請到多位高級工程師為系列網(wǎng)絡(luò)研討會專題助陣，歡迎積極報名參加并關(guān)注后續(xù)精彩內(nèi)容！
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關(guān)于Simulation World
Simulation World是一場面向全球觀眾且為免費(fèi)的在線虛擬盛會，將于2020年6月10日-11日舉行，屆時，來自Ansys，客戶和合作伙伴多名演講者將在此發(fā)表主題演講。內(nèi)容涵蓋自動駕駛、電氣化、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及后疫情時代的數(shù)字化轉(zhuǎn)型等前沿趨勢探討，Ansys合作伙伴也將在其冠名的虛擬展廳中展示相關(guān)解決方案。立即掃碼報名！
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展開 ANSYS Workbench Mechanical 熱輻射傳熱分析方法操作
默認(rèn)情況下，當(dāng)輻射面單元數(shù)量較大（例如1萬）時，生成的角系數(shù)文件會較大，可使用VFOPT命令對角系數(shù)文件進(jìn)行壓縮。如果是初次生成角系數(shù)文件，可插入命令：
VFOPT, NEW, file0, vf, C:/Users/Documents/ANSYS, BINA,1,
該命令生成的角系數(shù)文件雖然會變小，但使用串行方法計算角系數(shù)，速度較慢。如果希望并行求解角系數(shù)的同時壓縮產(chǎn)生的角系數(shù)文件，則可插入命令：
VFOPT, OFF, file0, vf, C:/Users/Documents/ANSYS, BINA,1,
讀取角系數(shù)文件正常使用VFOPT命令讀入即可。
3 求解及后處理
完成以上設(shè)置后，點擊求解得到結(jié)果。在Solution下插入temperature分支，在設(shè)置框中選擇需要顯示溫度的幾何體，然后右鍵點擊temperature，點擊Retrieve This Result生成溫度分布云圖，操作如圖 7所示。
圖 7 選擇需要的幾何體生成溫度分布云圖
生成的結(jié)果如圖 8所示，整體較為合理。
(a) 小圓柱溫度分布
(b) 圓臺筒溫度分布
圖 8 穩(wěn)態(tài)熱模塊熱輻射案例分析溫度分布
展開 
ANSYS workbench圓環(huán)輻射熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)圓環(huán)的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 圓環(huán)輻射熱分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ansys輻射熱傳遞綜合實例
輻射熱傳遞綜合實例 ，并附有表面效應(yīng)單元的使用 ，PPT+命令流（帶注釋）
輻射熱傳遞.part1.rar
輻射熱傳遞.part2.rar
ANSYS輻射仿真模擬
依據(jù)ANSYS模擬溫度場，對于爐內(nèi)傳熱的合理設(shè)計十分重要，對于高溫爐操作工的勞動保護(hù)也有積極意義。當(dāng)某系統(tǒng)需要保溫時，即使此系統(tǒng)的溫度不高，輻射傳熱的影響也不能忽視。如保溫瓶膽鍍銀，就是為了減少由輻射傳熱造成的熱損失。
來自百度百科
Ansys HFSS整車天線布局與輻射近場仿真應(yīng)用
仿真流程與結(jié)果
仿真流程
模型導(dǎo)入
打開Ansys電子桌面，導(dǎo)入第三方CAD建模工具已處理好的車體三維模型（導(dǎo)入前可根據(jù)仿真需求適當(dāng)簡化，或?qū)AD模型導(dǎo)入Ansys SCDM模型前處理工具進(jìn)行簡化處理，加快仿真效率）。
圖2 HFSS車體模型導(dǎo)入
導(dǎo)入天線或輻射源模型
導(dǎo)入天線或輻射源模型，HFSS有多種處理方式。
ansys workbench APDL熱輻射命令行中的有關(guān)說明求助
1.sf,nlist,label,value,value2
-“nilst”是節(jié)點列表，也可以是命名選擇
-輻射標(biāo)簽是rdsf
-value是表面發(fā)射率
-value2是封閉體數(shù)量
2.spctemp命令行：因為所計算的空間不是完全封閉的計算空間，所以必須定義空間溫度，
spctemp,number,temperature
spctemp是ansys定義空間溫度的關(guān)鍵字，number是非封閉空間的數(shù)量，temperature是非封閉空間的溫度
3.stef命令行：stef是ansys中斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)，stef=5.67×10-8
4.RADOPT, FLUXRELX, FLUXTOL, SOLVER, MAXITER, TOLER, OVERRLEX
FLUXRELX：松弛因子。
FLUXTOL：輻射熱通量收斂容差，默認(rèn)為0.0001。
SOLVER
選擇用于計算的輻射求解器:
0 – Gauss-Seidel求解器
1 – 直接求解器 (對于大問題將耗費(fèi)很多時間)
MAXITER
Gauss Seidel迭代求解器的最大迭代次數(shù) (SOLVER = 0)，默認(rèn)為1000 Gauss Seidel迭代求解器的最大迭代次數(shù) (SOLVER = 0)，默認(rèn)為1000。
TOLER
Gauss Seidel迭代求解器的收斂容差(SOLVER = 0)，默認(rèn)為 0.1。
OVERRLEX
Gauss Seidel迭代求解器的松弛因子(SOLVER = 0)，默認(rèn)為0.1。
求助：以上的封閉體數(shù)量是如何判別的？非封閉空間的數(shù)量又是如何判斷的？非封閉空間的溫度是如何定義的？有人能幫忙進(jìn)一步舉例或說明嗎？萬分感謝！
展開 ANSYS Workbench穩(wěn)態(tài)熱輻射分析案例
熱輻射
一、熱輻射特性
1、輻射熱傳遞是通過電磁波傳遞熱能的方法。熱輻射的電磁波波長為0.1~100um。這包括超微波，所有可以用肉眼看到的波長和長波；
2、不像其他熱傳遞方式需要介質(zhì)，輻射在真空中（如外層空間）效率最高；
3、對于半透明體（如玻璃），輻射是三維實體現(xiàn)象，因為輻射從體中發(fā)散出；
4、對于不透明體，輻射主要是平面現(xiàn)象，因為幾乎所有內(nèi)部輻射都被實體吸收了。
5、兩平面間的輻射熱傳遞與他們平面絕對溫度差的四次方成正比，因此，輻射分析是非線性的，需要迭代求解；
二、ANSYS中熱輻射的處理方法
1、ANSYS中關(guān)于輻射的重要假設(shè)
（1）ANSYS認(rèn)為輻射是平面現(xiàn)象，因此適合用不透明平面建模；
（2）ANSYS不直接計入平面反射率。考慮到效率，假設(shè)平面吸收率和發(fā)射率相等。因此，只有發(fā)射率特性需要在ANSYS輻射分析中定義。
（3）ANSYS不自動計入發(fā)射率的方向特性，也不允許發(fā)射率定義隨波長變化。發(fā)射率可以在某些單元中定義為溫度的函數(shù)。
（4）ANSYS中所有分隔輻射面的介質(zhì)在計算輻射能量交換時都看作是不參與輻射的能量交換（不吸收也不發(fā)射能量）。
2、ANSYS求解方法
ANSYS使用一個簡單的過程求解多個平面輻射問題，矩陣形式如下：
[K’]{T}={Q}
其中，[K’]是的T3函數(shù)。
生成多平面問題系統(tǒng)的矩陣要比前面列出的簡單因子近似方法復(fù)雜。輻射是高度非線性分析，需要使用牛頓-拉夫森迭代求解。
穩(wěn)態(tài)熱輻射分析案例
1.案例介紹
一個螺旋金屬棒內(nèi)側(cè)有個圓柱結(jié)構(gòu)，利用Workbench平臺中的APDL熱輻射命令，分析當(dāng)螺旋金屬棒有0.5w/m3的損耗密度時，整體結(jié)構(gòu)的熱分布。
展開 ANSYS ICEPAK 輻射計算時各個不同時區(qū)的簡介
南京青松熱設(shè)計工作室精彩視頻教程：
電子產(chǎn)品散熱理論設(shè)計視頻培訓(xùn)課程：
專業(yè)熱設(shè)計人必學(xué)必會182講---電子產(chǎn)品散熱設(shè)計理論視頻課程（國內(nèi)首套有關(guān)散熱理論設(shè)計的系統(tǒng)培訓(xùn)課程）
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我所理解的熱仿真---ANSYS ICEPAK電子散熱仿真全套原創(chuàng)視頻教程
水冷電機(jī)散熱理論設(shè)計與仿真視頻培訓(xùn)課程：
新能源電動汽車水冷電機(jī)散熱理論熱設(shè)計與ANSYS ICEPAK熱仿真
大功率開關(guān)電源仿真視頻培訓(xùn)課程：
電解電容的發(fā)熱損耗計算與分析
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ANSYS workbench 芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析 ￥10
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所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
【ANSYS線上直播回看】Ansys Icepak電子散熱2020 R1新功能介紹
『點擊觀看直播回放』
目前，ANSYS Icepak 分為 AEDT-Icepak 和 Classic-Icepak 兩大版本。作為新一代的電子散熱仿真工具，AEDT-Icepak偏重于電和熱的耦合，也更加適合于電工程師的操作習(xí)慣，產(chǎn)品一經(jīng)推出，便受到了廣大電/熱工程師的歡迎。AEDT-Icepak 2020 R1版本已具備主流模塊的雙向電熱耦合功能，并且繼續(xù)遷移 Classic-Icepak 的功能，如全功能的瞬態(tài)熱仿真，可大大提高生效效率的 Toolkits 工具箱，同時引入一些新功能，如純導(dǎo)熱問題的 Part-by-Part meshing 功能、輕量模型導(dǎo)入功能等。Classic-Icepak 2020 R1 版本加入臨時的 Sherlock 數(shù)據(jù)導(dǎo)入流程，并改善了若干已有功能。
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展開 基于ANSYS經(jīng)典界面的雙波導(dǎo)的聲輻射分析
本例子來自于ANSYS15聲場分析的例子《13.9. Example: Radiation from Two Waveguides》，為方便講解，對命令流進(jìn)行了調(diào)整，并在后處理中加入了云圖顯示。
7. 本例使用命令流進(jìn)行講解。
【求解步驟】
1. 建模
1.1 選擇單元類型
在命令窗口中輸入
/prep7
et,11,200,7
et,1,220,,1
et,2,220,,1,,1
上述命令首先進(jìn)入了前處理器
然后定義了三種單元，其中
200是MESH200，用于定義面單元。該單元主要是為了創(chuàng)建其它體單元做過渡。用完后就會清除掉。
220是FLUID220，其中第3行的該單元用于域內(nèi)，建模空氣；而第4行用于建模邊界，表達(dá)網(wǎng)格截斷。
1.2 創(chuàng)建材料模型
在命令窗口中輸入
c0=340
mp,dens,1,1.
mp,sonc,1,c0
上述命令用于定義材料的密度和聲速。
1.3 創(chuàng)建幾何模型
在命令窗口中輸入
d=0.1
l=1.
s=0.5
a=2
dpml=0.25
上述命令用于定義幾何體的參數(shù)
在命令窗口中輸入
rect,-l,0,s/2,s/2+d
rect,-l,0,-s/2,-s/2-d
rect,0,a,-a/2,a/2
rect,0,a+dpml,-a/2-dpml,a/2+dpml
上述命令先后創(chuàng)建四個面如下圖。
在命令窗口中輸入
asba,4,3,,delete,keep
aglue,all
上述命令用最大的矩形減去內(nèi)面的小矩形。然后把所有的面粘貼在一起，結(jié)果如下圖。
展開 基于ANSYS的水冷電機(jī)控制器散熱仿真分析
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個電容及3個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,分別對其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對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℃,為實際產(chǎn)品的設(shè)計生產(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越大，其運(yùn)行時會產(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(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5.5 k W控制器進(jìn)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(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(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，將殼體和水道劃為整體，導(dǎo)致網(wǎng)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(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分的好壞直接關(guān)系到計算的結(jié)果和計算時間的長短，所以在進(jìn)行網(wǎng)格劃分的時候，優(yōu)先選擇曲面狀的物體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣在網(wǎng)格劃分的時候就可以保證曲面的完整性。
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