ansys分析微波加熱
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys分析微波加熱的視頻教程
ansys分析微波加熱的實例教程
一、背景介紹
微波爐是一種常用的食物加熱工具，主要是由腔室、磁控管、波導(dǎo)管三個部分組成。在工作過程中，磁控管產(chǎn)生波長約為12.2cm的微波（對應(yīng)頻率2.45GHz），通過波導(dǎo)管注入腔室內(nèi)，在腔室內(nèi)產(chǎn)生振蕩的磁場和電場，引起食物內(nèi)水分子等極性分子的快速運動，從而產(chǎn)生熱量，加熱食物。
圖1 微波爐示意圖
但在日常生活使用中，我們經(jīng)常會碰到這樣的問題：為什么加熱后的食物第一口燙嘴，但是第二口下去卻又冷冰冰的？到底要加熱多長時間才合適？食物在微波爐內(nèi)到底是從內(nèi)向外加熱還是從外向內(nèi)加熱？
為了解開這些疑惑，我們通過仿真分析，可以計算出食物在加熱過程中，腔室內(nèi)電磁場分布情況、食物功率損耗密度分布和食物傳熱分布。基于Simdroid多物理場仿真Paas平臺開發(fā)的微波爐多物理場分析APP，可以對微波爐工作過程中食物加熱機理進行快速分析并對加熱過程進行直觀展示。
二、仿真APP解決方案
通過采用多物理場仿真平臺Simdroid提供的電磁－熱耦合分析功能，可以對微波加熱食物過程中電磁場分布以及食物加熱溫升過程進行同步分析計算。基于其內(nèi)置的APP開發(fā)器，以無代碼化的方式便捷封裝全參數(shù)化仿真模型及仿真流程，將仿真知識、專家經(jīng)驗等固化為微波爐多物理場仿真APP，可供沒有仿真經(jīng)驗的使用者快速上手使用。
本文以一個功率為1kW的典型微波爐為例，介紹微波爐多物理場仿真APP的制作方法，并基于仿真APP對不同食物材料參數(shù)、不同食物大小、不同加熱時長結(jié)果進行對比和評估，揭示微波爐加熱過程中的多物理場耦合過程。
1、仿真流程搭建
1）新建高頻電磁－熱耦合多場仿真工程。
圖2 新建多物理場工程界面
2）參數(shù)化建模。建立微波爐和食物模型，將其關(guān)鍵設(shè)計尺寸參數(shù)化。
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ansys分析微波加熱的最新內(nèi)容
四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發(fā)生相變，間隔器的形狀保持不變。
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6/23 | AI/ML 驅(qū)動的天線、微波與互連器件電性能設(shè)計
講師簡介：
王曉峰 | Ansys主任應(yīng)用工程師
主題簡介：AI/ML技術(shù)正在加速天線、微波及互連器件電性能設(shè)計流程的智能化升級。通過機器學(xué)習(xí)對電磁仿真結(jié)果進行快速建模與預(yù)測，在保證精度的同時可顯著減少仿真次數(shù)，提升設(shè)計效率。
所以就查詢了deepseek和豆包，然后就知道了ansys官方已經(jīng)針對該問題設(shè)計了一個ACT插件專門用于模擬膠粘凝固過程的仿真： ACCS Ansys Composite Cure Simulation （收費插件，人窮志短買不起，哎！）
四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發(fā)生相變，間隔器的形狀保持不變。
該模型采用機器學(xué)習(xí)方法模擬光學(xué)器件的非線性行為，使光學(xué)模塊能夠更好地在標(biāo)準 SerDes 分析工具中建模并進行精確的信號完整性分析和高速仿真。
作者研究了熱風(fēng)焊接過程中的熱風(fēng)加熱問題，為塑料產(chǎn)品的熱風(fēng)焊接工藝提供了一定的指導(dǎo)意義。此外，耦合仿真中還通過添加自適應(yīng)網(wǎng)格關(guān)鍵字，模擬熱風(fēng)加熱過程中的焊腳受力晃動現(xiàn)象，為后期的匹配驗證提供了途徑。
挑戰(zhàn)/需求
熱風(fēng)焊系統(tǒng)內(nèi)部流場溫度分布
塑料產(chǎn)品焊腳的熱風(fēng)焊效果好壞直接影響試驗結(jié)果，目前主要靠經(jīng)驗來調(diào)試工藝，試錯成本高，沒有針對性的仿真方法來支持。
例如，非線性材料的感應(yīng)加熱中，諧波電磁分析計算出焦耳熱，該熱在瞬態(tài)熱分析中用于隨時間變化的溫度解，而溫度的變化會反過來影響電磁場材料屬性的變化，從而改變電磁分析結(jié)果。
二 耦合場分析類型
1.直接耦合場分析
直接方法通常只包含一個分析，它使用一個包含所有必需自由度的耦合單元類型，通過計算包含所需物理量的單元矩陣或單元載荷向量的方式進行耦合。
寫在前面
仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術(shù)語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術(shù)原理和演進趨勢，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。
4月9日 | Ansys HFSS 軟件入門培訓(xùn)-網(wǎng)格與求解
簡介： Ansys HFSS 作為一款三維電磁仿真軟件，能夠精確計算電磁場在復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)中的分布，可用于設(shè)計和仿真多種高頻電子產(chǎn)品，如天線、射頻或微波元件、高速互連、連接器、IC 封裝和印刷電路板等，能幫助工程師們高效地設(shè)計各種高頻結(jié)構(gòu)，解決電磁兼容（EMC）等問題。
什么是波導(dǎo)？2個月前
Ansys Lumerical產(chǎn)品系列可幫助工程師進行光學(xué)波導(dǎo)仿真，而Ansys HFSS高頻電磁仿真軟件則可用于射頻和微波仿真。仿真可以幫助工程師更好地設(shè)計波導(dǎo)，而無需進行大量反復(fù)試驗和原型制作。
以下是仿真軟件可實現(xiàn)的應(yīng)用示例：
設(shè)計不同類型的波導(dǎo)，這些波導(dǎo)由不同材料制成，具有多種尺寸規(guī)格。
