ansys熱分析模型的案例
ANSYS APDL熱分析--換熱器熱膨脹分析(附命令流)
1.項目背景
蒸汽發生器排污熱交換器充分利用余熱、完成熱量轉換的試驗裝置，求結構完整性有著至關重要的意義，而高溫下軸向的熱膨脹是導致結構失效的主要原因之一，因而計算器熱膨脹量至關重要。
2.項目目的
利用ANSYS軟件，建立蒸汽發生器排污換熱器梁單元三維模型，對其在設計溫度下的熱膨脹量進行計算，為后續驗證換熱器裝置的結構完整性提供依據。
3.理論計算
熱膨脹量理論計算公式：
?L=α??T?L
其中：α為熱膨脹系數，△T為溫差，L為管道計算長度
在本實例中，溫差△T：管側為310℃；殼側為268℃
α：12e-6 mm/mm·℃；
L：管側為1500mm；殼側為800mm
計算得軸向熱膨脹量：
?L=310?12e-6?1500+268?12e-6?800=8.153mm
4.計算輸入
熱膨脹分析時，僅需要加溫度載荷，同時將框架底部固定約束即可。
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ansys18.2焊接過程分析
移動熱源通過插件實現
Moldex3D模流分析材料性質與模型之熱固材料黏度模型(化學流變模型)
熱固材料黏度模型(化學流變模型) (Viscosity Model for Thermosets - (Chemorheology Model))
以下數據僅可使用于Moldex3D-RIM。不使用此模塊的用戶可以跳過此部份。
當鏈結作用發生時，熱固性材料的分子量會越來越大。因此，黏度也會相對的增加。當我們加熱一個熱固性材料時可以觀察到一個典型的U型曲線。剛開始時會因為熱固性材料本身的熱膨脹而使黏度下降，到達低限值之后，黏度會因為分子網狀結構的建立而迅速的劇烈上升。RIM分析主要采用以下的模型：
熱塑性材料的特性
牛頓流體
此模型是假設黏度為一常數，而完全不考慮鏈結作用產生的黏度變化。通常此模型是當用戶需要快速分析網格模型時才建議使用。
Castro Macosko 模型
此模型假設黏度只和溫度及熟化程度兩者有關。
黏度和熟化程度的關系可以用三個參數來描述。與膠化點有關，當反應到達該點時，材料的黏度會劇烈的上升，與溫度的相關性則是呈指數型，但跟剪應變速率無關。
Power-law Castro Macosko 模型
此模型是 Castro Macosko模型的延伸，與有power-law(冪指數)形式剪應變速率的關系。
其中n 是由熟化程度(參數c0~c2)控制的冪指數；a0~a2 是考慮熟化對粘度影響的擬合參數；b0~b2 則是在熟化影響上再加上溫度影響的擬合參數。
展開 Moldex3D模流分析材料性質與模型之熱傳導系數模型
熱傳導系數在充填、保壓、冷卻周期時間的計算、塑件溫度分布等等之冷卻分析過程中扮演了一個非常重要的角色，然而，對熱塑性材料的熱傳導系數而言，它似乎和溫度沒有多大的關系，也與分子量無關；而且不同之熱塑性材料的熱傳導系數也變化不大。熱塑性材料的熱傳導系數跟模具金屬比起來是相對的低；因為低的熱傳導系數可以降低與周圍環境的熱交換，當我們面對高黏度熱塑性材料時，所面臨之的剪切的熱量，造成此種材料在厚度上的溫度分布是相當不平均的 (非等溫)。
常數模型(Thermoset only)
模型最簡單的模型就是常數模型了，其假設熱傳導系數與溫度無關。
K=K0
其中K是熱傳導系數，K0是其特定常數值。目前在Moldex3D/Shell-RIM與Moldex3D/Solid-RIM模型主要采用此種模型。
CAE_K 模型 (1)
模型線性內插法是另一個常用來表征熱傳導系數對溫度的相關性的近似法，因此Moldex3D中也采用了CAE_K模型(1)。給定熱傳導系數 KL 和 KS 在兩個不同的溫度TL 和TS 下，我們可得如下的線性關系式：
線性內插近似的熱傳導系數示意圖
多段數據表征模式
此模式可供用戶針對該材料輸入20點不同溫度下的熱傳導系數的數據，因為此模式可讓用戶彈性的調配以便準確的描述熱傳導系數在大范圍溫度區間下的變化。至于在兩給定溫度之區間的熱傳導系數，則采用標準之線性內插近似的熱傳導系數。
在多個數據以內插法取得熱傳導系數的示意圖
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Starccm+ 電池包熱仿真分析（附模型及分析流程） ￥85
<p>1 分析流程</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/63104d8b27704c599c67215bbb5a117a.png" title="1.png" alt="1.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202301/63104d8b27704c599c67215bbb5a117a.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202301/63104d8b27704c599c67215bbb5a117a.png?image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202301/63104d8b27704c599c67215bbb5a117a.png">
</div><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p><p>2 案例分析</p><p>2.1 3D模型前處理</p><p>關鍵點：不能存在重復面、干涉以及單獨面。
展開 Moldex3D模流分析材料性質與模型之比熱模型
比熱的定義為將一單位質量的材料升高一度所需的熱量。若忽略材料升溫時可能伴隨著的化學或物理相變，材料的內能因為比熱的關系而與材料溫度有關。
常數模型
此模型將定壓下的比熱假定為一常數，通常是一個良好的近似。
Cp=Cp0
其中Cp代表比熱，而Cp0則代表其初始給定值。Moldex3D/Shell-RIM及Moldex3D/Solid-RIM主要采用此模型。
CAE Cp 模型(1)
比照熱傳導系數，線性內插法也是常用來對比熱與溫度相關性做良好近似法。 Moldex3D 軟件中采用了 CAE Cp 模型(1)。給定熱傳導系數CPL及CPS，在兩個不同的溫度TL及TS 下，我們可得到如下的線性關系式：
CAE Cp 模型(2)
此模型為另一種修正Cp 采三段式線性內插法，目前Moldex3D也有支持，此處Cp 可以用四個不同的值來進行內插近似。一般來說，這四個值的其中兩個CPS1 及 CPS2 取自固態的Cp 值，另外兩個值CPL1 及 CPL則來自液態之Cp 值。
三段式比熱模型之示意圖
If TS1 < T < TS2
If TS2 ≤ T < TL1
If TL1 < T < TL2
多段數據表征模型
此模型可供用戶針對該材料輸入20點不同溫度下的比熱數據，因為此模型可讓用戶彈性的調配以便準確的描述比熱在大范圍溫度區間下的變化。至于在兩給定溫度之區間的比熱，則采用標準之線性內插近似法。
熱容的概略圖如前，以K取代 Cp。
展開 Moldex3D模流分析材料性質與模型之熱塑材料黏度模型
本章主要是介紹Moldex3D 的基本理論，包含有：
•材料的模型
•基本理論及原理，包括充填、保壓、冷卻、翹曲、纖維、反應型材料及氣體輔助射出等各項模塊。
• 材料模型 (Material Models)
材料的模型是用來顯示高分子或塑料材料在許多不同的狀況下所顯示的特性，有了這些模型，Moldex3D便能夠依程序變化過程加以計算其動態變化情形。一般而言，塑料材料共分兩種，其一為熱塑性，另一種則為熱固性。對熱塑性材料而言，我們必須了解其黏度、壓力-比容-溫度特性 (在不同壓力及溫度下的比容)、熱傳導性、比熱及機械性質。至于熱固性材料，則需知道其在上述這些基本性質中的反應特性。為進一步說明此等特性，我們將探討熱塑性材料；并討論熱固性材料。另外，Moldex3D可供使用者自行輸入所需的參數，因此，用戶必須小心注意單位換算以避免產生分析上的問題。下表為在Moldex3D中常用的單位換算表。
注：Moldex3D 允許使用者自行輸入材料參數，用戶必須小心注意單位換算以避免產生分析上的問題。
1. 熱塑材料黏度模型(Viscosity Model for Thermoplastic)
黏度為流體本質上想抵抗流動的指數。通常小分子之簡易流體 (Simple fluids)，如水、油等，其黏度在常溫下通常為一個常數值，這些流體被通稱為牛頓流體。然而，對熱塑性塑料材料而言，它們的黏度特性非常復雜且常呈現非線性。不若簡易流體，熱塑性材料的黏度性質取決于其化學結構、成分及制造條件。若對一給定化學結構及方程式的熱塑性材料而言，其黏度特性則和溫度、剪應變速率及壓力有較大關系。為了解熱塑性材料的黏度特性，我們需要另外定義剪應力、剪應變速率及黏度之關系。
展開 Moldex3D模流分析材料性質與模型之黏彈模型 (僅適用于熱塑性材質)
此模型能夠表現出剪切致稀及非二階第一正向應力差行為，除了一些較不顯著的黏性行為，基本類似于Giesekus模型。
?指數 PTT 模型 (Exponential PTT Model)
此模型是線性PTT (linear PTT) 模型的一個變體，其描述流變性質的非線性剪應力項表示如下：.
其余公式與所有的參數定義均和線性PTT模型相同。
?Modified Extended Pom-Pom 模型 (Modified Extended Pom-Pom Model)
此模型用非線性的應力項復合模型(Multi-mode)來描述流變性質，如下：
?Larson模型 (Larson Model)
此模型用非線性的應力項復合模型(Multi-mode)來描述流變性質，如下：
如何選擇黏彈模型(Choosing the viscoelastic model)
White-metzner由于其指定材料信息上的簡易性而較為推薦，故moldex3d也將white-metzner模型用作默認選擇。當需要更多的黏彈性質控制來得到更準確的結果時，流變性質的實驗信息需要被進一步轉化為黏彈模型(例如，white-metzner模型(modified))的參數。由于不同的模型各自有不同的理論基礎，相對來說giesekus模型和ptt模型的分析結果可以找到更多的研究材料做對照。
?復合模型(Multi-mode)
復合顧名思義是將單一的模型用迭加方式結合起來，這使得松弛時間和黏度信息有更大的適用范圍。不同松弛時間的模型可以讓各個主要反應在各自不同的頻率下表現出來，而Moldex3D支持多個模型的迭加。
復合模型的示意圖
展開 Simcenter Nastran鈑金結構分析，熱分析，疲勞壽命分析（附CAE模型） ￥20
鑒于目前針對Simcenter Nastran分析案例少的特點，本次基于鈑金做了相關案例分析。有任何疑問，請聯系：QQ，1317425016。
鈑金沖壓.gif
FloEFD熱仿真分析之模型準備
FloEFD熱仿真分析之模型準備
By CAE白堤
1、仿真模型打開與簡化
雙擊安裝好的FloEFD啟動快捷鍵，軟件自動打開已經連接上的三維設計軟件CREO，直接在CREO中打開需要仿真的模型。能直接在熟悉的三維設計軟件操作是把雙刃劍，一方面，可以避免不同軟件之間模型轉化的問題，但另一方面如果不恰當的使用模型，會增加網格數量，從而增加計算機的負擔，降低仿真效率。仿真優化不像結構設計越詳細越好，反而是在不影響仿真結果的基礎上，越簡單越好。當然，將一個詳細模型簡化為適合熱仿真分析模型的工作需要一定的經驗技巧，比如，去除一些倒角、孔位、定位等結構細節，去除一些無關緊要的模型組件等。
2、仿真模型的準備
雖然仿真模型得到了簡化，但不一定萬事大吉。在某些情況下，FloEFD不一定能識別出仿真分析的所有的固體模型和流體區域。這時可充分利用【檢查模型】功能，不僅能檢查出無法充分求解的某些模型組件，也可以檢查是否存在可能導致軟件創建不適當網格的模型問題（FloEFD不允許組件之間為點接觸或者線接觸，如下）。
操作：點擊【檢查模型】，在跳出的檢查模型窗口，點擊“檢查”，在跳出檢查結果窗口查看檢查結果。
狀態一：點擊“檢查”，檢查結果顯示狀態成功，模型正常，那么模型準備大功告成；
狀態二：點擊【檢查模型】后，跳出“以下組件不能用于分析”，點擊“確認”后，在檢查模型窗口模型樹組件的圖標標有紅叉或紅箭頭，檢查結果顯示狀態成功，但有零件準備失敗。
展開 基于COMSOL的礦用負荷電纜熱路模型仿真分析
摘 要：為了準確分析礦用負荷供電線纜的溫度變化情況，基于電纜熱路分析法建立了礦用電纜仿真模型。分別模擬了電纜在正常狀態、老化以及絕緣層損傷時溫度場與電場的分布情況。分析結果表明：電纜在正常狀態運行時，內部場強最大，線芯溫度最高；隨著絕緣介電常數的下降，電纜內部場強增大、溫度升高。通過分析不同情景的電纜場強與溫度場分布，其結果可為煤礦負荷電纜的溫度監測以及電纜壽命預測等提供一定的理論依據。
關鍵詞：礦用電纜;溫度場;電場強度;電纜老化;電纜受損;
0 引言
礦用電纜的運行狀態關乎礦井供電系統的穩定性與安全生產。由于煤礦井下環境惡劣，老化、高溫、受潮、破損等原因加速了電纜絕緣老化、性能降低，進而引發事故。電纜引起的火災具有發生迅速、傳播快、且產生大量有毒有害氣體的特點。溫度是影響電纜絕緣性能的因素之一，電纜導體溫度決定其傳輸能力，當交聯聚乙烯電纜線芯達到一定溫度時就有發生火災的危險。因此，研究人員開展了對電纜溫度監測的研究，但大多是針對電纜溫度進行在線監測，并未深入研究溫度對線纜狀態的影響規律，而電纜運行狀態及壽命與其長期運行的溫度密切相關。
因此，本文從正常狀態、老化以及絕緣層受損3種場景進行電纜溫度場與電場分布規律研究，研究結果可以更好地進行電纜溫度監測，以保障煤礦井下穩定供電。
1 礦井線纜仿真
(1）模型建立
由于電纜負荷電流變化引起的溫升只與電纜自身參數有關，因此，與穩態熱路模型不同，分析電纜暫態熱路模型時需要考慮電纜不同結構的熱容量，根據MYJV22-8.7/10 k V 3×50 mm2電纜的結構以及相關參數，基于電纜熱路分析法在COMSOL軟件中建立仿真模型。其參數如表1所示。
展開 
FloEFD熱仿真分析之模型簡化（一）
FloEFD熱仿真分析之模型簡化（一）
CAE白堤
多孔介質
多孔介質的特點：多孔介質由多相物質共同組成，其中至少一種是氣體或者液體，并且固體所在區域占據多孔介質整個區域。常見的多孔介質有泥土、濾芯、瓷器等。這種多種介質模型復雜，計算量大，針對以上問題，軟件可以將多孔介質簡化為具有特定流阻特征且有流體流動的流體腔，而流體流動取決于多孔介質的屬性以及外部流動的條件。
在建立多孔介質時，需要指定其屬性，主要涉及四個方面：
l 多孔介質的有效多孔性
是指互連孔相對于總介質體積的體積分量：
l 多孔介質的滲透類型
各向同性：介質滲透性與介質中的方向無關
單向：介質僅在一個方向具有滲透性
軸對稱：介質滲透性完全由其相對于指定方向的軸向和橫向控制
正交各交異性：介質滲透性隨方向變化，由三個方向上的三個分量來確定；
l 介質滲透以介質形式對流體流動的阻力
壓降，流量，尺寸
壓降，速度，尺寸
速度相關性
參考孔徑大小相關性
參考孔徑大小相關性和雷諾數
l 介質的熱屬性
指定使用有效密度和熱容、多孔矩陣的密度、多孔矩陣的比熱容、傳導類型、熱導率、熔點溫度、矩陣和流體熱交換的定義標準來決定。
注意：
多孔介質設置后，自動將應用它的組件禁用，且禁用后不自動恢復；
對于阻力設置，K必須小于100V/X，X為最大網格的大小，否則結果可能不準確；
默認情況，孔徑大小是0.00001m；
如果多孔矩陣的熱導率未打開，則會忽略其的熱傳遞；
文章作者：白堤，碩士，有限元設計圈主編，就職于國內某知名企業，主要從事熱設計仿真工作。
展開 FloEFD雙熱阻模型簡要熱分析
首先我個人認為Simcenter的熱仿真軟件如果有了EFD就可以不要其他的了，因為XT和Flotherm有的功能他都有，沒有的他也有，只是EFD更耗費電腦資源，
首先我畫了個模型，從上到下依次為芯片、PCB、TIM、散熱器
模擬條件
50℃環溫，穩態，芯片power=1w，Rjc=5℃/W、Rjb=5℃/W ，PCB厚1.6mm四層板每層含銅量百分之75%，TIM導熱系數5W/MK，散熱器AL6061，默認所有表面發射率0.9，重力方向豎直向下如上圖
在分析之前最好進行一下模型檢查
選擇向導
給個項目名稱
單位可以自定義
分析類型選擇外部
選擇流體流量代表有對流，選擇傳導率代表有熱傳導、選擇輻射代表有熱輻射輻射里面要設置環境溫度為50℃這里我們不需要太陽輻射固不選擇，輻射模型有離散傳遞，離散坐標，蒙特卡洛下圖有描述三種類型的區別可以按需選擇這里我們選擇離散傳遞、選擇重力可以看到圖示所示重力方向箭頭。
展開 基于扁平熱管的電池熱管理系統耦合模型與熱電性能分析
因此，采用適當的電池熱管理系統（BTMS）十分重要。
一般來說，BTMS的分類主要基于系統內采用的工作介質，包括風冷、液冷、熱管、相變材料（PCM）等。風冷具有結構簡單、維護成本低、輕量化設計和增強安全性等優點。然而，它的傳熱能力有限，特別是對于大型或高放電倍率的電池組，可能導致電池溫度升高或電池單元之間的溫差不均勻。液冷是電動汽車中最流行的 BTMS 方法，具有更高的傳熱系數，盡管如此，它也存在結構復雜、系統重量增加和泄漏風險等缺點。相變材料, 基于固-液相變原理，有效吸收電池產生的熱量，并隨后與其他冷卻方法相結合將其消散，從而對實現電池溫度均勻性產生顯著影響，但PCM也會遇到與體積變化和低導熱率相關的挑戰。綜合考量下，扁平熱管（FHP）具有輕質結構和高導熱率，在BTMS領域受到越來越多的關注。
02
成果掠影
近期，清華大學張揚軍教授團隊和重慶大學謝翌教授團隊提出了一種基于 FHP 的 BTMS 配置，考慮FHP工質的蒸氣流效應，建立了FHP與電池的耦合模型，可以實時計算電池電化學參數、電池生熱率、FHP傳熱等。研究團隊通過實驗驗證了耦合模型，隨后，對不同放電條件下的電池熱電性能進行仿真模擬，分析電池電化學參數與放電倍率之間的關系。結果表明，3C倍率放電下，電池最高溫度可限制在50℃以下，最大溫差可保持在2.26℃以下。最后，該團隊研究了不同FHP結構參數（包括均熱板厚度、FHP總厚度、FHP總長度）對電池熱電特性的影響機制。結果表明，FHP蒸汽腔厚度或FHP總厚度的減小不僅會增加蒸汽熱阻，同時也加劇了FHP傳熱能力的不均勻分布，使電池的熱性能惡化。FHP總長度的變化會導致FHP總傳熱熱阻的變化，影響電池的整體性能。
展開 穩態熱分析-子模型的使用
分析類型：穩態熱分析-子模型應用
分析軟件：ansys workbench
技術難點：子模型的應用
關鍵詞：子模型
分析人：技術鄰-異色天空
代做業務：ansys workbench結構分析、動力分析、熱分析等
背景：填充石墨對模型溫度場的影響
本次模擬主要說明子模型的使用
