ANSYS 流體 散熱的案例
流體散熱分析
流體散熱：
熱源，10顆燈珠表面熱源：500W；
Y向風(fēng)速：2m/s；
環(huán)境溫度&空氣溫度：313.2K；
實(shí)體溫度：313.2K；
實(shí)體材質(zhì)：鋁；
計(jì)算結(jié)果最高處溫度：80℃
溫度（流體）和溫度流動(dòng)軌跡：
三個(gè)角度截圖：
無流體的，熱力分析。發(fā)熱功率500W，熱對(duì)流系數(shù)80W/m^2*k,得出結(jié)果最高溫度73℃。
空氣溫度293 K，實(shí)體最高溫度77℃。
風(fēng)速改為4m/s，實(shí)體最高溫度66℃。
實(shí)體初始溫度293K，實(shí)體最高溫度64℃。
【技術(shù)干貨】某型號(hào)天線流體散熱分析
碩士主修CAE仿真專業(yè)，擅長(zhǎng)振動(dòng)分析以及流體散熱分析，長(zhǎng)期從事CAE軟件以及相關(guān)理論培訓(xùn)工作。
一、模型簡(jiǎn)化
將不影響熱傳遞路徑的結(jié)構(gòu)特征做適當(dāng)簡(jiǎn)化，如：小的倒角、孔、螺柱等。簡(jiǎn)化后的模型如下圖。整體散熱路徑：點(diǎn)狀熱源通過熱傳導(dǎo)到大平面結(jié)構(gòu)，另一側(cè)在熱源密集地方增加散熱翅片，同時(shí)通過風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流散熱
圖1模型簡(jiǎn)化圖
二、網(wǎng)格劃分解析
1.風(fēng)扇兩側(cè)為流體變化快速的地方、網(wǎng)格應(yīng)進(jìn)行加密劃分；
2.散熱翅片兩側(cè)流體變化也較為迅速、需要進(jìn)行加密劃分；
3.散熱翅片本身翅片間至少三層網(wǎng)格、翅片本身保留兩層網(wǎng)格。
圖2風(fēng)扇進(jìn)出口網(wǎng)格圖
三、風(fēng)扇以及求解設(shè)定
1.風(fēng)扇設(shè)定
風(fēng)扇作為標(biāo)準(zhǔn)件，可以德爾塔等工業(yè)風(fēng)扇網(wǎng)站進(jìn)行獲取，此外Icepak、Flotherm等商用軟件自帶各種庫(kù)文件。圖3為軸流風(fēng)扇設(shè)定，其中PQ曲線通過外部.csv進(jìn)行加載。注意單位轉(zhuǎn)換。
圖三、軸流風(fēng)扇設(shè)定
2.求解設(shè)定
(1)湍流模型設(shè)定
依據(jù)雷諾數(shù)、貝克萊數(shù)進(jìn)行流態(tài)判定，一般軟件會(huì)給出，查看message信息。
(2)輻射模型設(shè)定
本項(xiàng)目選用自動(dòng)設(shè)定。
(3)環(huán)境溫度設(shè)定
如圖4所示，溫度設(shè)定為55℃，同時(shí)在boundary進(jìn)行設(shè)定。
(4)重力方向設(shè)定
按照實(shí)際進(jìn)行設(shè)定，本項(xiàng)目為Z向。
(5)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)定
檢測(cè)邊緣發(fā)熱點(diǎn)，以及風(fēng)扇風(fēng)量。
圖4求解以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)定
四、收斂分析
經(jīng)過迭代，殘差接近10，同時(shí)個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度穩(wěn)定無波動(dòng)，認(rèn)為本次分析收斂。
展開 積鼎流體仿真軟件VirtualFlow: 鋰電池液冷散熱數(shù)值計(jì)算
<p>電池包在運(yùn)作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的熱，熱會(huì)在電池包內(nèi)積累，隨著車輛的使用，電池包內(nèi)的部件會(huì)老化損傷，安全隱患極高，如何給電池包散熱就顯得非常重要。本文采用積鼎VirtualFlow對(duì)電芯、冷板以及冷卻液進(jìn)行散熱仿真計(jì)算，分析鋰電池模組穩(wěn)態(tài)散熱效果，并與Fluent軟件結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，表明VirtualFlow與Fluent計(jì)算結(jié)果的溫度偏差控制在3℃以內(nèi)。</p><p><br></p><h1><strong>一、計(jì)算域與網(wǎng)格</strong></h1><p>固體計(jì)算域包括電芯、母排、正負(fù)極、導(dǎo)熱膠以及電池包外殼，流體域?yàn)橐后w冷卻通道。</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/3716d76182524144ac5c6023f53ee1ca.webp" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/3716d76182524144ac5c6023f53ee1ca.webp"></figure></div><p class="ql-align-center">圖1 流體域示意圖</p><p class="ql-align-center"><br></p><p>本算例中，VIrtualFlow采用笛卡爾網(wǎng)格，只需要如下流體域尺寸和設(shè)置加密區(qū)域，即可自動(dòng)生成網(wǎng)格。Fluent的網(wǎng)格采用FluentMeshing進(jìn)行劃分，為多面體網(wǎng)格。
展開 利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布
作者在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)是利CFD（Com－putationalFluid Dynamics計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）技術(shù)對(duì)某軌道交通用發(fā)動(dòng)機(jī)液壓油散熱器進(jìn)行研究，力求液壓油散熱器流場(chǎng)分布更加合理，使散熱器具有更好的散熱效果。
數(shù)學(xué)模型由分析可知，散熱器內(nèi)的流體是粘性牛頓型流體，且根據(jù)雷諾數(shù)可知為層流模型。在互不侵入的兩種流體分界面上，若不計(jì)入表面張力。則界面兩側(cè)任一點(diǎn)流體的速度和溫度應(yīng)相等。即：V3流場(chǎng)分析利用ANSYS程序進(jìn)行流場(chǎng)分析的主要步驟：（1）建立模型，確定問題區(qū)域；（2）確定流體的初始條件；（3）生成網(wǎng)格；（4）確定邊界條件；（5）設(shè)置分析參數(shù)；（6）求解。此處利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布，選擇單一流體進(jìn)行流場(chǎng)分析。建立模型采用ANASYS公司的ICEMCFD軟件建立散熱器二維模型。并對(duì)入口、出口、壁面、流體分布區(qū)域進(jìn)行初步定義。劃分網(wǎng)格采用四邊形網(wǎng)格對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，在壁面邊界參數(shù)較大處對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行適當(dāng)加密。模型設(shè)置由于本模型為小雷諾數(shù)模型，故選擇層流模式。定義邊界條件在散熱器入口處定義流體的密度及初始速度，設(shè)置壁面為無滑移壁面，設(shè)置散熱器出口為自由出口（outflow），定義流場(chǎng)區(qū)域。初始化與計(jì)算定義松弛因子及其他參數(shù)，初始化流場(chǎng)，定義收斂條件，并建立流動(dòng)的流場(chǎng)，進(jìn)行計(jì)算。
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線下培訓(xùn) | Cradle CFD通用流體及散熱＆Actran汽車聲學(xué)內(nèi)飾NVH仿真培訓(xùn)
培訓(xùn)目標(biāo)：
?了解CFD仿真流程及規(guī)范：計(jì)算域的建立原則、分析條件設(shè)置、網(wǎng)格劃分原則、模型簡(jiǎn)化原則等CFD解析中常見的規(guī)范性問題；
?能采用scFLOW和scSTREAM完成通用流體以及散熱分析，如模型建立、前處理、計(jì)算過程、后處理，并完成部分典型的實(shí)例操作；
?掌握通用流體及散熱仿真的相關(guān)功能。
培訓(xùn)費(fèi)用：培訓(xùn)免費(fèi)，上機(jī)培訓(xùn)參加請(qǐng)自帶電腦
培訓(xùn)咨詢：沈老師 18561302360
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培訓(xùn)課程：
培訓(xùn)時(shí)間：4月17日-18日
培訓(xùn)地點(diǎn)：上海市閔行區(qū)華中路6號(hào)七寶德必易園A316室
適用人群：針對(duì)汽車行業(yè)聲學(xué)內(nèi)飾NVH仿真工程師、汽車行業(yè)NVH設(shè)計(jì)人員以及其他行業(yè)關(guān)注聲學(xué)材料特點(diǎn)及仿真技術(shù)的相關(guān)人員。
培訓(xùn)目標(biāo)：本次課程針對(duì)車內(nèi)噪聲的NVH仿真分析進(jìn)行培訓(xùn)，特別是內(nèi)飾車身 (Trimmed Body，簡(jiǎn)稱TB模型) 的建模和分析關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，以實(shí)操為基礎(chǔ)，結(jié)合真實(shí)案例，手把手幫您解鎖聲學(xué)內(nèi)飾仿真技術(shù)。
培訓(xùn)費(fèi)用：培訓(xùn)免費(fèi)，上機(jī)培訓(xùn)參加請(qǐng)自帶電腦
培訓(xùn)咨詢： Actran聲學(xué)團(tuán)隊(duì) 18500105781
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展開 ANSYS workbench 芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析 ￥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(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)芯片的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)芯片穩(wěn)態(tài)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(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(diǎn)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(shí)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(shí)的 Sherlock 數(shù)據(jù)導(dǎo)入流程，并改善了若干已有功能。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會(huì)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(chǎng)網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
▼▼▼2020 Ansys網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)有獎(jiǎng)反饋 - 可免費(fèi)獲取本場(chǎng)錄播和講解資料，參與者均可獲得千元培訓(xùn)券及技術(shù)鄰金幣獎(jiǎng)勵(lì)！
展開 基于ANSYS的水冷電機(jī)控制器散熱仿真分析
這里添加膨脹層是因?yàn)榫W(wǎng)格模仿了內(nèi)部的流體，它其實(shí)外面還有一層墻壁，墻壁與流體之間有相互作用，導(dǎo)致靠近墻壁的粘滯效應(yīng)比較顯著，會(huì)出現(xiàn)紊流現(xiàn)象，為捕捉此處的梯度變化所以采用局部加密的辦法，也就是添加膨脹層。
以命名的方法設(shè)置速度入口Inlet、壓力出口Outlet，方便在流體模塊時(shí)，軟件能夠自動(dòng)讀取水冷板的進(jìn)水口和出水口。單元網(wǎng)格尺寸為0.002 m，其網(wǎng)格劃分選擇情況如圖3所示。
2 控制器穩(wěn)態(tài)熱分析
先使用穩(wěn)態(tài)熱模塊導(dǎo)入已經(jīng)處理好的降階控制器模型，之后進(jìn)行工程數(shù)據(jù)的修改，添加熱材料鋁、硅等并將其進(jìn)行對(duì)應(yīng)匹配，外殼選用鋁，發(fā)熱器件選擇硅。接下來進(jìn)行條件設(shè)置，設(shè)置初始溫度為20℃，添加內(nèi)部生成熱，選擇3個(gè)IGBT給定數(shù)值。2×10-5W/mm3，設(shè)置對(duì)流；再次添加內(nèi)部生成熱，選擇3個(gè)IGBT給定數(shù)值。2×10-5W/mm3，設(shè)置對(duì)流；對(duì)其進(jìn)行求解，溫度求解云圖如圖4。
穩(wěn)態(tài)熱模塊下云圖顯示結(jié)果為：8個(gè)電容的最大溫度為56.897℃，3個(gè)IGBT的最大溫度為56.1℃，不通水的水冷板僅靠鋁材本身散熱的溫度為55～56℃。
3 控制器流體模塊分析
將前面建立好的控制器降階模型導(dǎo)入流體模塊，并對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，再進(jìn)行邊界條件設(shè)定。能量方程打開，黏性選擇層流，這一模塊里需要設(shè)置材料材質(zhì)分別為鋁和液態(tài)水；修改速度入口為液態(tài)水，速度為1 m/s，溫度20℃。在流體模塊中進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置，設(shè)置輸入?yún)?shù)：生熱率=熱耗散功率/體積，芯片的熱耗散功率是20 W，用表達(dá)式將生熱率表示出來，設(shè)置輸出參數(shù)為壓力出口Outlet，進(jìn)行分析[6]，最后進(jìn)行迭代求解。流體結(jié)果分析云圖如圖5、圖6、圖7所示。
展開 流體仿真計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、ANSYS有限元分析，仿真分析培訓(xùn)，流體、結(jié)構(gòu)類輔材供應(yīng)
業(yè)務(wù)方向：流體仿真計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、ANSYS有限元分析，仿真分析培訓(xùn)，流體、結(jié)構(gòu)類輔材供應(yīng)。
聯(lián)系電話：王經(jīng)理 15900979745
ANSYS workbench杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析 ￥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(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)杯子的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)杯子穩(wěn)態(tài)散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 杯子穩(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。
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ANSYS workbench杯子瞬態(tài)散熱分析 ￥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(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)杯子的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)杯子瞬態(tài)散熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)杯子瞬態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)杯子瞬態(tài)散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 杯子瞬態(tài)散熱分析分析。
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4/26 Ansys電子散熱風(fēng)扇葉片優(yōu)化
時(shí)間
2022年4月26日（周二）16:00-17:00
費(fèi)用
免費(fèi)
講師簡(jiǎn)介
周小俠|Ansys
Ansys中國(guó)CPS團(tuán)隊(duì)高級(jí)應(yīng)用工程師。負(fù)責(zé)芯片封裝系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的支持和研究工作。本碩就讀于電子科技大學(xué)電磁場(chǎng)專業(yè)。先后就職于長(zhǎng)虹、CST China，摩托羅拉和思科，分別從事雷達(dá)天線設(shè)計(jì)、電磁場(chǎng)仿真軟件支持、基站PA設(shè)計(jì)和交換機(jī)EMC仿真工作。
點(diǎn)擊報(bào)名：https://v.ansys.com.cn/Live/ywUPKq4G?source=jishulink
Ansys Icepak/AEDT的散熱分析優(yōu)化專題培訓(xùn)
【培訓(xùn)講師】 上海安世匯智流體技術(shù)專家
【培訓(xùn)時(shí)間】 2023年9月6日-9月8日
【培訓(xùn)費(fèi)用】 4500元/人
【培訓(xùn)等級(jí)】 中 級(jí)
【培訓(xùn)地點(diǎn)】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區(qū)平家橋路36號(hào)晶耀前灘5號(hào)樓9樓
【培訓(xùn)特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富，精準(zhǔn)匹配行業(yè)
—— 理論與上機(jī)結(jié)合，教學(xué)質(zhì)量有保障
—— 真實(shí)案例教學(xué)，貼合企業(yè)實(shí)際需求
—— 設(shè)立分級(jí)課程，循序漸進(jìn)培養(yǎng)仿真能力
—— 安世亞太官方培訓(xùn)證書，豐富職業(yè)履歷
【培訓(xùn)日程】
時(shí)間
具體內(nèi)容
第一天
Icepak軟件基本功能特色介紹
Icepak模型庫(kù)、對(duì)象庫(kù)、材料庫(kù)等的詳細(xì)介紹
Icepak全局網(wǎng)格以及局部網(wǎng)格控制方法以及參數(shù)設(shè)置
基于Icepak模型建立方法
復(fù)雜對(duì)象建立、編輯對(duì)齊工具介紹
相關(guān)案例操作
第二天
物理模型介紹，自然對(duì)流、強(qiáng)迫對(duì)流等邊界條件設(shè)置講解
PCB熱分析方法以及參數(shù)設(shè)置
網(wǎng)格劃分技術(shù)介紹——非連續(xù)性網(wǎng)格的設(shè)置方法
瞬態(tài)分析計(jì)算設(shè)置
相關(guān)案例操作
第三天
Icepak/AEDT參數(shù)化分析流程簡(jiǎn)介
Icepak/AEDT 參數(shù)化設(shè)計(jì)、分析（單物理場(chǎng)/多物理場(chǎng)耦合）方法
擬CEPAK/AEDT 優(yōu)化分析案例展示
Icepak優(yōu)化案例操作練習(xí)
綜合答疑
【報(bào)名鏈接】
https://www.wenjuan.com/s/jaQVVfE/
（開課前一周截止報(bào)名）
【小貼士】
· 本次課程有上機(jī)操作環(huán)節(jié)，我們會(huì)準(zhǔn)備好電腦與軟件；若報(bào)名人數(shù)超額，則需部分學(xué)員攜帶自己的電腦，我們會(huì)為您裝好試用軟件。
· 本次課程含工作午餐，不含其他食宿費(fèi)用。
展開 ANSYS與FLUENT瞬態(tài)散熱模型對(duì)比
最近在做熱分析時(shí)，得到這樣一個(gè)ansys的算例——帶空金屬板冷卻的瞬態(tài)熱分析，使用fluent軟件進(jìn)行了仿真，與ansys的結(jié)果做以對(duì)比。
問題描述如下：一長(zhǎng)方形金屬板，板得長(zhǎng)度為15cm，板得中央是一個(gè)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?zhèn)鳠嵯禂?shù)為100W/(㎡*℃)的流體介質(zhì)中，試計(jì)算：
1）第1s及第50s這兩個(gè)時(shí)刻金屬板內(nèi)的溫度分布；
2）金屬板上4個(gè)頂點(diǎn)在前50s內(nèi)的溫度變化（本文只取左上角點(diǎn)A，如圖1所示）。
該金屬板得基本材料性質(zhì)如下：
密度為5000kg/m3，比熱容為200J/(kg*℃)，導(dǎo)熱系數(shù)為5W/(m*℃)。
圖1
對(duì)于這個(gè)問題，模型比較簡(jiǎn)單，本文對(duì)其操作步驟不再詳述，重點(diǎn)在對(duì)比ansysy和fluent的仿真結(jié)果上。
圖2
圖3
從上圖中可以看出，Ansys的分析結(jié)果：1s時(shí)，A點(diǎn)的最大溫度為499.999℃，最小溫度為464.98℃；50s時(shí)，最大溫度為437.713℃，最小溫度為270.812℃。Fluent仿真結(jié)果：1s時(shí)，A點(diǎn)的最大溫度為499.99℃，最小溫度為465.37℃；50s時(shí)，最大溫度為437.4℃，最小溫度為275.72℃。從上面的兩組數(shù)據(jù)可以看出，兩種軟件的結(jié)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(jié)果趨勢(shì)完全吻合，最大相差4%。
針對(duì)兩款軟件對(duì)此問題的求解的結(jié)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 基于Ansys Icepak的散熱器優(yōu)化
由于第4次迭代對(duì)應(yīng)的散熱器質(zhì)量小于第3次迭代對(duì)應(yīng)的散熱器質(zhì)量，因此icepak給出的最優(yōu)解為第4次迭代對(duì)應(yīng)的散熱器參數(shù)（fin_h為7.3mm，fin_count為13）。
查看此時(shí)的溫度云圖，系統(tǒng)最高溫度為69.7℃，滿足低于70℃的要求。
6. 總結(jié)
本文通過Ansys Icepak的優(yōu)化功能對(duì)散熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得電子系統(tǒng)的溫度能處于規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)，說明電子產(chǎn)品在熱設(shè)計(jì)過程中，利用Icepak的優(yōu)化功能可以方便有效地對(duì)散熱器的形狀、質(zhì)量、熱阻等進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
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