ansys散熱水箱分析的案例
基于Meshfree和ANSYS Mechanical的水箱流道的變形仿真分析
1.問題描述及仿真模型
為同時(shí)滿足自動(dòng)掃地和拖地的功能，某品牌掃地機(jī)器人配備了電控水箱，通過蠕動(dòng)泵將水箱內(nèi)的水帶入到流道中，最終通過流道的出水孔均勻的流出至地面。由于流道是緊密裝配在機(jī)構(gòu)中，受到了一定的約束和力的作用導(dǎo)致其發(fā)生了一定的變形，而變形后的流道會(huì)影響各出水口的出水效果，各出水口流量分配不均勻?qū)е峦系匦Ч缓谩Ｒ虼耍瑴p小流道的變形幅度在流道設(shè)計(jì)中是一個(gè)很重要的問題。本文分別通過Meshfree和ANSYS Mechanical軟件計(jì)算同樣約束條件和載荷條件下流道的變形，比較兩款軟件計(jì)算結(jié)果的精確性與一致性。
仿真模型如圖1所示。
圖1 水箱流道仿真模型
2.Meshfree計(jì)算分析
新建一個(gè)線性靜力分析，導(dǎo)入建立好的CAD模型。
圖2 建立仿真模型
新建材料ABS，具體材料參數(shù)見圖3，并將ABS材料賦予導(dǎo)入的幾何模型。
圖3 定義ABS材料的參數(shù)
在流道的進(jìn)水口和兩個(gè)出水口的內(nèi)壁面施加自由約束，如圖4所示。
圖4 施加約束
在流道的上表面施加向下的均布載荷力5N，如圖5所示。
展開 基于Ansys的水箱有限元靜力學(xué)分析
1.1 軟件簡(jiǎn)介
ANSYS有限元軟件是當(dāng)前比較流行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析高級(jí)CAE工具之一，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其技術(shù)涵蓋各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，與同類軟件比較，ANSYS在很多方面有這獨(dú)一無二的優(yōu)勢(shì)，如統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，強(qiáng)大的二次開發(fā)功能，良好的界面，豐富的CAD軟件數(shù)據(jù)接口等。
ANSYS-workbench是ANSYS公司目前主推的有限元平臺(tái)，相比經(jīng)典界面APDL優(yōu)點(diǎn)眾多，能解決目前出現(xiàn)的各種仿真問題，該平臺(tái)提供了強(qiáng)大的功能和較好的用戶界面，包括集成的項(xiàng)目視圖和無縫集成的參數(shù)管理，可以采用拖拽的方式完成多物理場(chǎng)的分析流程，并且在前處理方面優(yōu)秀于其它有限元軟件。該仿真平臺(tái)設(shè)置簡(jiǎn)單，推動(dòng)了仿真產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。本文采用的是結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的模塊（static structual)。
1.2 基于Ansys-workbench的水箱靜力學(xué)分析
1.2.1 有限元分析流程
從上述流程圖可知分析步驟為：
（1）基于SolidWorks軟件進(jìn)行水箱三維建模。
（2）基于ANSYS-workbench平臺(tái)下的mesh進(jìn)行水箱系統(tǒng)的網(wǎng)格劃分。
（3）基于ANSYS-workbench平臺(tái)下的static structual模塊添加水箱的邊界條件和約束等設(shè)置。
（4）求解并分析。
1.2.2 水箱系統(tǒng)有限元建模
水箱系統(tǒng)是洗碗機(jī)的重要核心零部件，水箱系統(tǒng)由水箱上片，水箱下片，浮子系統(tǒng)，放水閥，水管道等組成，在洗碗機(jī)正常工作過程中，水箱需要自動(dòng)進(jìn)水或手動(dòng)進(jìn)水，進(jìn)水約5L左右后，觸發(fā)浮子接通信號(hào)，會(huì)發(fā)出進(jìn)水已滿的報(bào)警聲之后進(jìn)行正常洗滌過程。
展開 ANSYS燈具散熱殼穩(wěn)態(tài)熱分析-主分析文件
燈殼散熱，參數(shù)10顆燈珠，每顆燈珠設(shè)定50W完全用于發(fā)熱。
選用AL材料，對(duì)流系數(shù)是曲線值。在200℃及以上的熱導(dǎo)率是170W/m^2*K。
環(huán)境一：
設(shè)定環(huán)境溫度40℃，自然對(duì)流系數(shù)25W/m^2*℃。自然散熱面是去掉內(nèi)側(cè)面的所有外側(cè)面。
發(fā)熱量在10個(gè)小燈珠區(qū)域，總計(jì)設(shè)為500W。熱對(duì)流只設(shè)置在外表面。對(duì)流系數(shù)25W/m^2*℃。
劃分網(wǎng)格，求解最高溫度。
初始溫度Initial temperature溫度設(shè)為22℃或者40℃結(jié)果最高溫度是130℃。
按照氣體強(qiáng)制對(duì)流設(shè)置參數(shù)80W/m^2*℃，結(jié)果最高溫度在75℃。
強(qiáng)制對(duì)流，發(fā)熱功率20W，最高溫度54℃。
自然對(duì)流，發(fā)熱功率20W，最高溫度76℃。
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結(jié)構(gòu)二：
散熱貼緊面厚度從1.5mm增長(zhǎng)到3慢慢厚，得出的計(jì)算結(jié)果。
最高溫度143℃（溫度增長(zhǎng)13℃）。
設(shè)置氣體強(qiáng)制對(duì)流系數(shù)80W/m^2*℃，最高溫度為85℃。
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。
基于ANSYS的水冷電機(jī)控制器散熱仿真分析
摘 要：
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個(gè)電容及3個(gè)IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對(duì)其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對(duì)比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展，控制器的尺寸隨著元器件的小型化逐漸減小，但元器件的熱功率密度越來越大，其運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結(jié)構(gòu)空間的散熱，保證其不超過耐熱極限[1,2]。水的比熱容是空氣的4倍，選用水冷板對(duì)其進(jìn)行散熱處理，可以提高散熱效率[3,4]。以5.5 k W控制器為例，對(duì)其主要發(fā)熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進(jìn)行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結(jié)構(gòu)降階處理
對(duì)5.5 k W控制器進(jìn)行3D建模，顯示控制器有1215個(gè)部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會(huì)使模擬計(jì)算量和時(shí)間增加，一般需要進(jìn)行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發(fā)熱器件為8個(gè)電容及3個(gè)IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發(fā)熱不嚴(yán)重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補(bǔ)完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進(jìn)行分離，防止后期網(wǎng)格劃分時(shí)，將殼體和水道劃為整體，導(dǎo)致網(wǎng)格劃分不合適，計(jì)算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分的好壞直接關(guān)系到計(jì)算的結(jié)果和計(jì)算時(shí)間的長(zhǎng)短，所以在進(jìn)行網(wǎng)格劃分的時(shí)候，優(yōu)先選擇曲面狀的物體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣在網(wǎng)格劃分的時(shí)候就可以保證曲面的完整性。
展開 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。
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 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、對(duì)象庫、材料庫等的詳細(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 Icepak電子散熱分析高級(jí)培訓(xùn)班
課程介紹：
仿真模擬是當(dāng)今電子散熱設(shè)計(jì)必不可少的手段。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)幫助工程師快速發(fā)現(xiàn)散熱設(shè)計(jì)中的問題，分析散熱設(shè)計(jì)可能的改進(jìn)方案。隨著設(shè)備小型化的發(fā)展，客戶體驗(yàn)度需求的日益提升，企業(yè)對(duì)成本控制不懈追求，電子散熱仿真面臨著前所未有的挑戰(zhàn)：模型越來越復(fù)雜，對(duì)精度的要求越來越高，需要考慮的物理現(xiàn)象越來越復(fù)雜，期望的計(jì)算時(shí)間越來越短。一些曾經(jīng)非常流行的電子散熱仿真軟件已經(jīng)不能滿足這些新的工程需求。
ANSYS Icepak經(jīng)過多年的發(fā)展，作為業(yè)界技術(shù)最完備的電子散熱仿真分析軟件，可以幫助工程師完成各種三維流體/熱分析，在通訊、消費(fèi)電子、汽車電子、電力、家電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為電子散熱仿真領(lǐng)域最主要的工具之一。 ANSYS Icepak先進(jìn)的模型與網(wǎng)格處理技術(shù)，可以求解幾何高度復(fù)雜的電子散熱結(jié)構(gòu)；借助于高度自動(dòng)化的ECAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入實(shí)現(xiàn)微觀電子結(jié)構(gòu)的詳細(xì)建模，輔以種高級(jí)流動(dòng)/傳熱模型可以幫助用戶獲得精確的結(jié)果；完全自動(dòng)的熱/結(jié)構(gòu)/電磁耦合方案將復(fù)雜的電子多物理問題統(tǒng)一在一起求解，除了幫助用戶獲得更為準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，還可以幫助用戶東西多物理場(chǎng)之間復(fù)雜的相互影響。
為了應(yīng)對(duì)日新月異的電子散熱仿真需求，提升相關(guān)科技工作者的技術(shù)水平，同時(shí)也讓廣大散熱設(shè)計(jì)工程師更好的使用軟件，普及ANSYS軟件高級(jí)功能， ANSYS公司（原廠）特定于2017年1月17日-18日在深圳開辦 “ANSYS Icepak電子散熱應(yīng)用高級(jí)培訓(xùn)班”。
培訓(xùn)合格者發(fā)放ANSYS技術(shù)培訓(xùn)認(rèn)證證書。
展開 ANSYS CFD/ICEPAK 在電子、電氣熱設(shè)計(jì)和散熱分析技術(shù)高級(jí)培訓(xùn)班
2016年7月13日 - 2016年7月14日
9:00 - 17:00
培訓(xùn)內(nèi)容：
第一天
■CFD理論及ICEPAK軟件簡(jiǎn)介
CFD入門基礎(chǔ)簡(jiǎn)介
ICEPAK軟件功能簡(jiǎn)介
■ICEPAK軟件介紹（熟悉軟件操作界面）
模型建立
網(wǎng)格劃分
邊界條件
求解設(shè)定
后處理（ICEPAK后處理及CFD-POST后處理）
■PCB板熱仿真分析案例（結(jié)合軟件demo）
案例介紹
Demo演示
第二天
■機(jī)箱散熱仿真分析案例（結(jié)合軟件demo）
案例介紹
Demo演示
■ICEPAK參數(shù)化案例分析
ICEPAK參數(shù)化分析
Workbench參數(shù)化分析
■LED案例仿真分析
復(fù)雜外部模型的導(dǎo)入
網(wǎng)格如何細(xì)化設(shè)置
■答疑
培訓(xùn)講師： ANSYS認(rèn)證工程師
收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)： ￥4000/人，包括培訓(xùn)費(fèi)、資料費(fèi)、書籍費(fèi)、證書費(fèi)和上機(jī)費(fèi)（學(xué)員食宿自理）
電腦：學(xué)員自帶筆記本為主，ANSYS公司提供12臺(tái)電腦
上課時(shí)間：2016年7月13日-14日（上午9點(diǎn)-12點(diǎn)，下午2點(diǎn)-5點(diǎn)）
上課地點(diǎn)：ANSYS原廠深圳分公司：深圳市福田區(qū)金田路4028號(hào)榮超經(jīng)貿(mào)中心1009
點(diǎn)擊下載ANSYS仿真高級(jí)培訓(xùn)班報(bào)名回執(zhí)表
報(bào)名方式：填寫報(bào)名回執(zhí)表發(fā)送Email或傳真至深圳分公司（0755-82550670）
深圳聯(lián)絡(luò)人：莊百興 18675506525 baixing.zhuang@ansys.com，0755-82552976
特別優(yōu)惠：
團(tuán)體報(bào)名：￥3200元/人（3人及以上）；5人報(bào)名，1人免單
ANSYS老用戶：￥3200元/人
在維護(hù)期內(nèi)的用戶：￥2400元/人
提前2周報(bào)名并付款，在上述三條基礎(chǔ)上再優(yōu)惠￥200元/
展開 【11月27-28日 上海】ANSYS官方培訓(xùn)—基于Icepak的電子散熱分析高級(jí)培訓(xùn)
基于Icepak的電子散熱分析高級(jí)培訓(xùn)
培訓(xùn)背景
仿真模擬是當(dāng)今電子散熱設(shè)計(jì)必不可少的手段。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)幫助工程師快速發(fā)現(xiàn)散熱設(shè)計(jì)中的問題，分析散熱設(shè)計(jì)可能的改進(jìn)方案。隨著設(shè)備小型化的發(fā)展，客戶體驗(yàn)度需求的日益提升，企業(yè)對(duì)成本控制不懈追求，電子散熱仿真面臨著前所未有的挑戰(zhàn)：模型越來越復(fù)雜，對(duì)精度的要求越來越高，需要考慮的物理現(xiàn)象越來越復(fù)雜，期望的計(jì)算時(shí)間越來越短。一些曾經(jīng)非常流行的電子散熱仿真軟件已經(jīng)不能滿足這些新的工程需求。
ANSYS Icepak經(jīng)過多年的發(fā)展，作為業(yè)界技術(shù)最完備的電子散熱仿真分析軟件，可以幫助工程師完成各種三維流體/熱分析，在通訊、消費(fèi)電子、汽車電子、電力、家電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為電子散熱仿真領(lǐng)域最主要的工具之一。 ANSYS Icepak先進(jìn)的模型與網(wǎng)格處理技術(shù)，可以求解幾何高度復(fù)雜的電子散熱結(jié)構(gòu)；借助于高度自動(dòng)化的ECAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入實(shí)現(xiàn)微觀電子結(jié)構(gòu)的詳細(xì)建模，輔以種高級(jí)流動(dòng)/傳熱模型可以幫助用戶獲得精確的結(jié)果；完全自動(dòng)的熱/結(jié)構(gòu)/電磁耦合方案將復(fù)雜的電子多物理問題統(tǒng)一在一起求解，除了幫助用戶獲得更為準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，還可以幫助用戶東西多物理場(chǎng)之間復(fù)雜的相互影響。
為了應(yīng)對(duì)日新月異的電子散熱仿真需求，提升相關(guān)科技工作者的技術(shù)水平，同時(shí)也讓廣大散熱設(shè)計(jì)工程師更好的使用軟件，普及ANSYS軟件高級(jí)功能， ANSYS公司（原廠）特定于2018年11月27日-28日在上海開辦“基于Icepak的電子散熱分析高級(jí)培訓(xùn)”。
培訓(xùn)合格者發(fā)放ANSYS技術(shù)培訓(xùn)認(rèn)證證書。
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