ansys 風扇散熱的案例
4/26 Ansys電子散熱風扇葉片優化
時間
2022年4月26日（周二）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
周小俠|Ansys
Ansys中國CPS團隊高級應用工程師。負責芯片封裝系統相關產品的支持和研究工作。本碩就讀于電子科技大學電磁場專業。先后就職于長虹、CST China，摩托羅拉和思科，分別從事雷達天線設計、電磁場仿真軟件支持、基站PA設計和交換機EMC仿真工作。
點擊報名：https://v.ansys.com.cn/Live/ywUPKq4G?source=jishulink
4/21 Ansys電子散熱風扇葉片優化
內容簡介
本課程將通過實際案例介紹Ansys Turbosystem產品在電子散熱風扇方面的優化功能。針對不同類型的散熱風扇，Ansys提供基于OptiSLang的參數化葉型優化方法和基于Fluent的無參伴隨求解優化方法，用戶可通過本次視頻課程了解這2種方法的基本使用流程和適合的風扇類型，初步掌握它們的核心方法和操作步驟。
時間
2022年4月21日（周四）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
姚翔|Ansys
獲北京航空航天大學飛行器動力專業學士及碩士學位；2019加入Ansys中國負責旋轉機械軟件產品的售前技術支持及咨詢工作。
展開 電子散熱工程中風扇選擇的9大因素
熱空氣將流過風扇，勢必影響風扇的壽命，而鼓風風扇進風溫度25℃，其壽命遠超抽風風扇。如NMB的“保修聲明”和“風扇壽命降額曲線”所示，溫度降低對風扇壽命有著顯著的影響。
八、噪音影響
大多數設計需要最小的風扇噪音以滿足用戶對安靜機箱系統的需求。相應的，這勢必要求機箱系統尺寸更小，工作性能更高，這兩者都增加了機箱系統對氣流流量的需求，反過來又增加了噪音。
機械噪音可能由軸承的振動或葉片的不平衡旋轉引起。如果這種振動頻率與機箱系統的任何共振頻率相匹配，則它可以被放大到不可容忍的、甚至是破壞性的水平。電機馬達也會產生噪音；但這是冷卻機箱系統產生噪聲的一小部分。
所有這些噪聲成分都是風扇設計中固有的，幾乎完全不受機箱系統機箱系統設計師的控制。但是有一些細節或者建議，可以幫助機箱系統設計者盡量減少噪音：
① 避免在靠近風扇的高風速區域放置障礙物。
② 使用隔振器消除機械噪聲從風扇到機箱系統的傳遞。
③ 使用加強結構來控制機箱系統的共振頻率。
④ 將風扇安裝在機箱系統的內表面上而不是安裝在外表面。
⑤ 障礙物放置在風扇進氣口附近比放置在風扇出風口附近產生更多的噪音。
在比較不同風扇制造商的噪音規格時，設計師應該非常謹慎。盡管已經提出了一種標準的噪聲測量方法，但它并未被所有風扇制造商和用戶所接受，這種方法是ANSI 1211方法。
九、多個風扇聯合使用
盡管你付出了最大努力，但在設計完成后，可能會出現“額外冷卻”的工況。為了應對這種工況，你應該首先選擇一個特定尺寸低等或中等的氣流風扇。然后，如果需要更多的冷卻空氣，則很容易更換現有的風扇。
相比之下，如果最初選擇的風扇性能較高，那么需要對“額外冷卻”進行考慮，就必須重新設計機箱系統的結構布局。
展開 酯液變壓器冷卻風扇不同布置下的散熱特性
圖2 基于16MVA下繞組中的損耗分布
5 散熱器中冷卻風扇的布置
變壓器制造商一般有興趣根據酯液變壓器散熱器上不同的冷卻風扇安裝方式來估算熱參數，并將熱參數結果與礦物油進行比較。各廠家在電力變壓器散熱器上常用的散熱風扇安裝配置(圖3、圖4)分為水平安裝(安裝在散熱器的兩側)和垂直安裝(安裝在散熱器的底部)。
該變壓器采用熱鍍鋅散熱器，將油箱頂部因功率損耗而產生的熱量抽出，并通過外置散熱器和冷卻風扇將冷卻后的油重新循環回油箱底。油箱內安裝4個散熱器，寬520mm，高2200mm，每個散熱器23片。該截面的冷卻表面積為2.64m2, 50oC時每個截面的散熱面積為851W。采用3相，50Hz, 900RPM, 500W，直徑610mm，風量10450m3 /hr冷卻風機。r3和r4與r1和r2之間的距離為150mm。R2、R3散熱器距離為100mm。冷卻風扇安裝方式的組合見表1和表2。
圖3 4個散熱器的不同位置3個散熱器上的冷卻風扇配置。
圖4 4個散熱器的不同位置4個散熱器上的冷卻風扇配置
6 變壓器熱分析結果
礦物油的熱運行限值在本文中是根據客戶的技術規格來使用的。環境溫度最大值為50℃，根據現場環境溫度根據客戶要求進行考慮。最高油頂溫升、繞組平均溫升限值分別為50℃、55℃。
表1 4個散熱器布置3個冷卻風扇
表1 4個散熱器布置4個冷卻風扇
功率損耗會導致繞組絕緣退化，從而降低導體絕緣的抗拉強度和介電性能。對于變壓器設計工程師來說，由于絕緣材料的熱老化問題非常重要，因此預測變壓器不同線餅或線匝處的溫度分布是一個很有意義的問題。
展開 
電子散熱工程中風扇選擇的9大因素
③ 修改機箱系統以并行使用兩個或多個風扇。
④ 修改機箱系統以使用兩個或更多風扇系列。
通常，通過改善機箱系統內的氣流組織或通過改變通風口的位置或尺寸可以提供足夠的額外冷卻。如果您無法通過修改氣流來改進，那么首選的解決方案是修改機箱系統以接受更大的風扇。這允許選擇與機箱系統要求相匹配的風扇。但有時候，這種選擇是不可能的。可能無法獲得具有足夠性能的風扇，或者由于尺寸限制可能禁止使用更大的風扇。這些情況需要一個或多個額外的風扇。
在某些情況下，使用額外的風扇來增加機箱系統內的空氣流量。此外，備用風扇的設計可用于提高機箱系統可靠性。
但是額外的風扇可能會產生問題。它使成本增加一倍，噪音加倍，風扇產生的熱量增加一倍，并且可能只為系統的冷卻提供很少的改善。
風機并聯P-Q曲線的修改
并行的兩個風扇僅在自由空氣情況下使得氣流加倍。如果機箱系統具有高靜壓，則這種布置增加的流量比較少。兩個風扇串聯將使得靜壓加倍，但在自由空氣情況下不會增加氣流流量。風扇并行可以在低靜壓情況下增加氣流的流量，然后再使得風扇串聯，可以進一步增加風扇的靜壓。
風機串聯P-Q曲線的修改
另外，并聯串聯的多個風扇對機箱系統本身的散熱影響也不容忽視。
展開 FloEFD熱仿真分析之模型簡化（四）-風扇散熱器
FloEFD熱仿真分析之模型簡化（四）-風扇散熱器
CAE白堤
風扇散熱器
隨著封裝元件的熱功耗密度不斷增加，單純的散熱器所帶走的熱量已經很難滿足需求。風扇散熱器可以大幅提升在有限空間內散熱器的散熱能力，一般情況下，封裝元件被貼附在散熱器底部，由風扇促使空氣快速流動，將封裝元件熱量速度傳遞到散熱器而帶走。散熱器還沒有加裝風扇之前，從熱量傳遞來看是被動散熱。而現在加裝了風扇之后，變成了主動散熱。
風扇散熱器的簡化
FloEFD中散熱器模擬功能允許用戶用一個簡化模型來近似模擬一個強迫風冷散熱器。在一個中大型散熱系統中，通過將形狀復雜的散熱器替換為一個模擬散熱器，就可以大大減少計算時間。當定義散熱器模擬后，用一個六面體方塊來模擬某個散熱器，流體通過該方塊的某個指定表面流入，通過其他指定表面流出。熱量將按照給定的熱功耗在某元件內產生。
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。大佬們都還在努力，更何況自己還只是個學習者。希望通過微信公眾號拋磚引玉，結交更多志同道合的朋友。仿真之路漫漫其修遠矣，我將上下而求索。
展開 【Visualize專題】制作散熱器風扇旋轉動畫 | 操作視頻
我們來制作散熱器風扇旋轉動畫，當風扇從上方裝到散熱器上后，扇葉開始旋轉，整個旋轉過程是由慢到快、然后再慢慢停止。
本期動畫在制作過程中分為兩步：
第一步：制作風扇從上方裝到散熱器上的動畫；
第二步：制作風扇扇葉的旋轉動畫。
希望通過這個視頻激發出大家的創意靈感，制作出更加精彩的動畫哦。關于SOLIDWORKS Visualize 制作散熱器風扇旋轉動畫的詳細操作，歡迎大家觀看視頻。
SOLIDWORKS Visualize 制作散熱器風扇旋轉動畫
展開 【產品設計】電子設備中該如何選取散熱風扇的參數？這篇絕對是干貨！
相關系統散熱可以用下式估計需要的冷卻空氣：
式中:
Q表示總的耗散功率(W)，
CP表示空氣比熱(J/kg·K)，
m表示質量流量(kg/s)，
ΔT表示系統出口空氣與進口空氣的溫升(K)。
因為質量流量與體積流量的關系是:
式中：
VF表示體積流量(m3／s)，
ρ表示空氣密度。
所以所需的體積流量是：
(3)式是冷卻一定功率電子設備所需空氣的粗略估計。由于空氣密度隨海拔高度的增加而減小，對于機載設備風量應采用質量流量。可以使用不隨高度變化的恒定質量流量風扇，通過控制轉速來達到質量流量不變的目的。風扇廠商提供的目錄說明中通常標出風扇在0靜壓時的單位為立方英尺/分(CFM)的體積流量，依據設備的功率快速選擇風扇的流量見表1。
3.2估計真實流量
空氣流動時，在流動的路徑上截面的收縮、擴張和轉彎等變化將引起靜壓降。前面的分析已經表明要達到預計的溫升所需要的空氣流量。然而實際工作時的空氣流量是由風扇特性曲線和系統阻力曲線的交點決定的。
可以先假定幾個不同的流量(如圖1中所示的：F1、F2、F3)，計算流經電子設備的每個流量的總的靜壓降(圖中ΔP1、ΔP2、ΔP3)，得到設備的流量阻力曲線。通過疊加風扇特性曲線和設備流量、阻力曲線的交點可獲得系統的工作點。通常用標記為HV的速度頭來表示空氣流動沿程的靜壓損失。
展開 Moldex3D模流分析之臺達集團成功應用Moldex3D改善散熱風扇支架變形問題
大綱
計算機在運算過程中會產生大量熱能，為了降低機體溫度，散熱模塊已廣泛為業界所運用。臺達集團作為全球電源管理與散熱方案的知名廠商，深耕此領域長達數十載，多年前就引進Moldex3D射出成型仿真技術，進行產品設計驗證及制程優化。本案例藉由Moldex3D多項精準分析，在散熱模塊實際生產前，檢視計算機散熱風扇支架潛在問題，進而調整并優化成型條件，成功達到節約成本、提升產品質量之雙重目的。
圖一 本案例為計算機散熱模塊中的散熱風扇支架
挑戰
改善產品變形問題
降低產品不良率
縮短開模周期
解決方案
臺達集團導入Moldex3D eDesign并藉由實際試模驗證，找出產品變形量至低的設計變更。
效益
變形量從原本3mm降至0.15mm
產品不良率自45%降到16%
開模周期縮短3天
案例研究
散熱模塊中的風扇支架，負責固定并支撐散熱模塊，其平面度對整個模塊裝配影響甚巨。本案例中，散熱風扇因收縮變形造成框角下塌，平面度超出標準規格，變形量達0.3mm。因此改善風扇支架的變形程度，使其平面度能符合要求規范，勢必為優化模塊制程的首要任務。
圖二 產品因收縮變形造成框角下塌，平面度超出標準規格
圖三 樣品變形量達0.3mm
為了有效提升產品質量，臺達集團研發團隊透過Moldex3D的充填、保壓、冷卻模塊進行分析，了解原始設計問題所在。
充填分析結果（圖四）顯示，產品結構差異設計造成強度不均，充填時框角為流動末段，保壓效果有限，導致容易產生收縮變型，影響產品結構支撐力。
圖四 充填分析結果
保壓階段溫度分布結果（圖五）顯示，黃色區域為保壓結束時溫度，仍高于230℃，此局部高肉厚區域容易因為內部積熱而導致產品塑料收縮不均。
展開 使用ANSYS CFX為渦輪噴氣發動機設計產生更少噪聲的風扇
四種FEGV變體的相對效率
第一種和第四種FEGV幾何的風扇級效率水平幾乎相同。為了解釋其它幾何形狀風扇級效率降低的原因，確定了所有變體在FEGV出口段的總壓分布。對于第三種幾何，總壓的重大損失是由渦流行為造成的，該渦流行為存在于該FEGV形狀的輪轂區域中。第四種幾何是在獲得第三種幾何的計算結果之后設計的，因此，在第四種幾何設計中避免了輪轂區域總壓高損失的情況。通過使用ANSYS CFX，我們能夠設計出一個產生更少噪聲的高效風扇。
圖7. FEGV出口總壓
ANSYS workbench 芯片穩態散熱分析 ￥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、學習芯片的三維模型處理
2、學習芯片穩態散熱分析步的建立
3、學習芯片穩態散熱分析的載荷施加
4、學習芯片穩態散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 芯片穩態散熱分析分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
基于Ansys workbench進行發動機風扇非定常流固耦合計算
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”聯系我們
Ansys Icepak/AEDT的散熱分析優化專題培訓
【培訓講師】 上海安世匯智流體技術專家
【培訓時間】 2023年9月6日-9月8日
【培訓費用】 4500元/人
【培訓等級】 中 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經驗豐富，精準匹配行業
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—— 真實案例教學，貼合企業實際需求
—— 設立分級課程，循序漸進培養仿真能力
—— 安世亞太官方培訓證書，豐富職業履歷
【培訓日程】
時間
具體內容
第一天
Icepak軟件基本功能特色介紹
Icepak模型庫、對象庫、材料庫等的詳細介紹
Icepak全局網格以及局部網格控制方法以及參數設置
基于Icepak模型建立方法
復雜對象建立、編輯對齊工具介紹
相關案例操作
第二天
物理模型介紹，自然對流、強迫對流等邊界條件設置講解
PCB熱分析方法以及參數設置
網格劃分技術介紹——非連續性網格的設置方法
瞬態分析計算設置
相關案例操作
第三天
Icepak/AEDT參數化分析流程簡介
Icepak/AEDT 參數化設計、分析（單物理場/多物理場耦合）方法
擬CEPAK/AEDT 優化分析案例展示
Icepak優化案例操作練習
綜合答疑
【報名鏈接】
https://www.wenjuan.com/s/jaQVVfE/
（開課前一周截止報名）
【小貼士】
· 本次課程有上機操作環節，我們會準備好電腦與軟件；若報名人數超額，則需部分學員攜帶自己的電腦，我們會為您裝好試用軟件。
· 本次課程含工作午餐，不含其他食宿費用。
· 關注”上海安世亞太“微^信^公^眾^號，掌握最新資訊
展開 【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慣，產品一經推出，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，并且繼續遷移 Classic-Icepak 的功能，如全功能的瞬態熱仿真，可大大提高生效效率的 Toolkits 工具箱，同時引入一些新功能，如純導熱問題的 Part-by-Part meshing 功能、輕量模型導入功能等。Classic-Icepak 2020 R1 版本加入臨時的 Sherlock 數據導入流程，并改善了若干已有功能。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
▼▼▼2020 Ansys網絡研討會有獎反饋 - 可免費獲取本場錄播和講解資料，參與者均可獲得千元培訓券及技術鄰金幣獎勵！
展開 ANSYS與FLUENT瞬態散熱模型對比
最近在做熱分析時，得到這樣一個ansys的算例——帶空金屬板冷卻的瞬態熱分析，使用fluent軟件進行了仿真，與ansys的結果做以對比。
問題描述如下：一長方形金屬板，板得長度為15cm，板得中央是一個半徑為1cm的圓孔。板得初始溫度為500℃，將其突然放置于溫度為20℃，表面傳熱系數為100W/(㎡*℃)的流體介質中，試計算：
1）第1s及第50s這兩個時刻金屬板內的溫度分布；
2）金屬板上4個頂點在前50s內的溫度變化（本文只取左上角點A，如圖1所示）。
該金屬板得基本材料性質如下：
密度為5000kg/m3，比熱容為200J/(kg*℃)，導熱系數為5W/(m*℃)。
圖1
對于這個問題，模型比較簡單，本文對其操作步驟不再詳述，重點在對比ansysy和fluent的仿真結果上。
圖2
圖3
從上圖中可以看出，Ansys的分析結果：1s時，A點的最大溫度為499.999℃，最小溫度為464.98℃；50s時，最大溫度為437.713℃，最小溫度為270.812℃。Fluent仿真結果：1s時，A點的最大溫度為499.99℃，最小溫度為465.37℃；50s時，最大溫度為437.4℃，最小溫度為275.72℃。從上面的兩組數據可以看出，兩種軟件的結果是吻合的，相差在1%左右。
圖4
從上圖中可以看出，ANSYS和FLUENT的結果趨勢完全吻合，最大相差4%。
針對兩款軟件對此問題的求解的結果的差別，或許是求解方式上的差別，ansys是基于有限元的求解方法，fluent是基于有限體積的求解方法。
展開 