ansys激光傳熱分析的案例
ANSYS Workbench Mechanical 熱輻射傳熱分析方法操作
在workbench中，可以進行熱輻射分析計算的Mechanical模塊主要有穩態/瞬態耦合場、穩態/瞬態熱等，其工程圖如圖 1所示。各個模塊的輻射傳熱設置非常相近，接下來以穩態熱模塊演示一個簡單熱輻射案例。
圖 1 能夠進行熱輻射計算的Mechanical模塊
現有一幾何模型如圖 2所示，由一個圓臺筒和位于圓臺筒中心的小圓柱體組成。其中，小圓柱的側面是溫度為700℃的熱邊界；所有表面均可產生熱輻射，熱輻射率為0.7；環境溫度為4K。
圖 2 穩態熱模塊熱輻射計算演示案例幾何模型
1 設定傳熱邊界條件
首先設定輻射傳熱條件。在steady-state thermal項目樹下添加“radiation”分支。
在設置框中選定對應的輻射面。
在Correlation選項中可以選擇輻射至環境和面到面輻射，其中輻射至環境指的是所有面產生的輻射均輻射至環境，不會產生面和面之間的輻射；面到面輻射則考慮實體面之間的輻射，不在面和面之間的輻射依然默認為輻射至環境中，該選項需要計算所有輻射面上單元面的角系數，在工作目錄生成角系數文件。本案例考慮面到面之間的輻射，選擇為“surface to surface”。
設定輻射率，此處設定為0.7。設定環境溫度，此處設定為-269.15℃。默認輻射空間序號為1，如果在計算過程中添加了多個“radiation”分支，不同分支之間輻射空間序號相同部分會放到一個空間內進行計算，序號不同的部分則不會有輻射關聯。此處輻射空間序號的設置并沒有什么限制，同一個輻射空間的保證為同一個序號，不同輻射空間的保證為不同序號即可。
圖 3 穩態熱模塊輻射傳熱分支設置
設置完輻射傳熱邊界條件后，再設定其他熱邊界條件。
展開 ANSYS workbench瞬態傳熱相變分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習傳熱相變的三維模型處理
2、學習傳熱相變瞬態熱分析步的建立
3、學習傳熱相變瞬態熱分析的載荷施加
4、學習傳熱相變瞬態熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 傳熱相變瞬態熱分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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熱傳導、熱對流、熱輻射的基本理論
3
Ansys Fluent和Icepak在自然對流、風冷、水冷上的應用
4
網格策略及仿真結果差異的探討
04、課程收獲
● 了解傳熱學傳導、對流、輻射的基本理論；
● 掌握 fluent、icepak 熱分析流程，包括常見的自然對流、風冷、水冷等工況；
● 提升相關研發人員的熱仿真能力，適應日益嚴峻的熱設計要求；
● 了解仿真與測試的誤差來源，提升仿真精度。
Ansys Zemax | 大功率激光系統的 STOP 分析（四）
在運行代碼的過程中將顯示附加數據的狀態：
結論
我們已經成功仿真了激光光束穿過光學系統時的吸收情況，并生成了吸收通量數據的文件。該數據與完整光機系統的模型相結合，可以為 FEA 工具中的結構分析和熱分析提供輸入。在下一篇文章中，我們將演示如何使用 STAR 模塊獲得結構分析和熱分析的輸出，并導入到 OpticStudio 中。
Ansys Zemax | 大功率激光系統的 STOP 分析（五）
大功率激光器廣泛用于各種領域當中，例如激光切割、焊接、鉆孔等應用中。由于鏡頭材料的體吸收或表面膜層帶來的吸收效應，將導致在光學系統中由于激光能量吸收所產生的影響也顯而易見，大功率激光器系統帶來的激光能量加熱會降低此類光學系統的性能。為了確保焦距穩定性和激光光束的尺寸和質量，有必要對這種效應進行建模。在本系列的 5 篇文章中，我們將對激光加熱效應進行仿真，包括由于鏡頭材料溫度升高而引起的折射率變化，以及由機械應力和熱彈性效應造成的結構形變。本篇是這個系列的最后一篇內容。（聯系我們獲取文章附件）
使用 STAR 模塊分析 STOP 效應
在您的 FEA 軟件中完成結構與熱分析后，可將數據導出為一系列簡單的文本文件，以便利用 STAR 模塊導入到 OpticStudio 中。在這篇文章中，我們將演示如何執行完整的 OpticStudio 分析，以幫助您量化和了解系統光學性能的影響。有關所需 STAR 數據格式的完整詳細信息，請參閱 OpticStudio 幫助文件 STAR 選項卡> FEA 數據組>加載 FEA 數據章節。對于 Ansys Mechanical，有 ACT 擴展可用于以正確格式自動輸出數據。
在 OpticStudio 中加載和擬合 FEA 數據
1 首先，我們打開文章下載附件中的 ‘Lens-3P_D25.4_2022.zar’ 文件，這是系列文章第一篇中介紹的原始序列模式光學系統。我們將在 STAR 模塊上應用來自 FEA 工具的結構和熱數據，并評估其對名義光學系統性能的相關影響。
2 如果要加載 FEA 數據，我們點擊 STAR…FEA數據…加載FEA數據（STAR…FEA Data…Load FEA Data），瀏覽到對應數據文件位置，選擇全部相關文件，并點擊 打開（Open）。
展開 請問誰有ANSYS fluent教程-傳熱分析及焊接熔池模擬的視頻教程呀
請問誰有基于FLUENT的GMAW熔池模擬的視頻教程呀？小弟剛剛接觸Fluent，望大神求帶。
基于ANSYS傳熱分析的肝腫瘤治療仿真（文末附源文件獲取方式）
建模過程不在贅述，在ANSYS中因為整個治療過程溫度并未達到穩定情況，故此應視為非穩態傳熱，又因為牽扯到電熱兩個物理場，故此，ANSYS中應選用如圖所示模塊。對應的材料賦予即可。對應電壓50V，環境20攝氏度。（臟器試驗非活物試驗）
圖2： 仿真模塊選擇
圖3：仿真和試驗的數據比較
圖4：肝臟電阻隨射頻治療變化
參照比較數據，可以看出ANSYS計算結果大致相似，但是在溫度較高時有較大出入，至于誤差出現的原因，在相關文獻中也提及到，人體肝臟的導電性并非恒定，隨著溫度的變化，人體臟器的電阻先降低再升高，在溫度大于100度時，人體臟器會發生碳化作用，會使得臟器的電阻急劇變大。而且，在溫度較高時，液體的汽化也會導致溫度異常的變高，使得計算結果和試驗結果出現較大的出入。
綜上，本文介紹了肝腫瘤射頻治療的仿真計算和實際試驗相比較的結果，并探討了相關的原因，因實際的病灶往往更具特殊性，所以ANSYS模擬時僅僅只能選取平均的肝組織的參數，這也會導致計算結果和實際試驗出現偏差問題，肝臟本身電阻的不穩定，隨著溫度變化而變化，也會導致仿真和試驗出現誤差。然而由于缺少相關肝臟實際的溫度-電阻曲線，無法給出更詳細的計算結果。在此希望以后的工作能再建立在本文的基礎上更進一步。
關注微信公眾號:ANSYS有限元仿真（ANSYS-FEM），后臺聯系小編可索取案例源文件，以及對本文進行咨詢答疑。
展開 Ansys Zemax | 大功率激光系統的STOP分析2：如何進行光機械設計準備
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展開 Ansys Zemax | 大功率激光系統的 STOP 分析1：如何使用 OpticStudio 優化光學設置
大功率激光器廣泛用于各種領域當中，例如激光切割、焊接、鉆孔等應用中。由于鏡頭材料的體吸收或表面膜層帶來的吸收效應，將導致在光學系統中由于激光能量吸收所產生的影響也顯而易見，大功率激光器系統帶來的激光能量加熱會降低此類光學系統的性能。為了確保焦距穩定性和激光光束的尺寸和質量，有必要對這種效應進行建模。在本系列的 5 篇文章中，我們將對激光加熱效應進行仿真，包括由于鏡頭材料溫度升高而引起的折射率變化，以及由機械應力和熱彈性效應造成的結構變形。
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激光導致的熱效應
通常情況下，OpticStudio 將使用熱分析（Make Thermal）工具對熱效應進行建模。該工具可在不同溫度下設置系統的多重結構，以允許分析性能隨熱變化而引起的變化。但是，該熱分析工具有一定的局限性。首先，分析中假設在整個元件上指定的溫度是均勻的；其次，分析將僅基于材料的CTE，以線性方式模擬熱膨脹和熱收縮情況。這是一種非常簡化的方法，沒有考慮光學元件中的溫度梯度分布所導致的性能下降。此外，它也無法精確地仿真光學元件的形狀變形，相反結構變形將簡單地近似為由于加熱而導致的曲率半徑均勻平滑。
OpticStudio 的 STAR 模塊則可以完全解決這些局限性問題，它可提供一種將 FEA 分析數據結果直接集成到OpticStudio 中進行擬合的新功能，具有無與倫比的易用性和準確性。這有助于更全面地研究激光加熱效應引起的熱變形和結構變形所帶來的影響。
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