ansys邊界效應的案例
Ansys Zemax | 量化眩光效應(Veiling Glare)
我們可以看到現在的高光線密度區域的尺寸和形狀還與原始點列圖完全相同（我們在原始點列圖內忽略了散射效應），但散射效應仍將一些光照射在這個小點上，從而使理想的純黑背景（無光線到達）變為具有光線分布的背景。這反過來降低了系統的對比度，從而降低了 MTF。
注意：在我們的模型中添加散射對中心點列圖的形狀或大小沒有任何影響，散射效應只將一些光線從光斑中心位置移開。
因為離軸視場光束散射的光線離中心光斑更遠，所以在中心點列圖附近的背景強度比軸上視場光束弱。因此，我們可以期望離軸視場比軸上視場有更好的對比度和更高的MTF。這符合 OpticStudio 在包含散射時的 MTF 曲線所示。
?
請注意，還有兩個其他的分析特性允許您“散射光線”：幾何圖像分析和幾何圈入能量，這兩個功能也可以檢查散射的效果。
展開 Ansys | 基于熱效應的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創建六個分析步。
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，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復發生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 在ANSYS中用表面效應單元加任意方向的荷載
用表面效應單元加任意方向的荷載
finish
/PREP7
et,1,45 !定義實體單元solid45
et,2,154 !定義三維表面效應單元
KEYOPT,2,2,0 !指定表面效應單元的K2=0，所加荷載與單元坐標系方向相同
KEYOPT,2,4,1 !指定表面效應單元的K4=0，去掉邊中點，成為四結點表面單元
block,-5,5,-5,5,0,5 !建實體模型
mp,dens,1,2000
mp,ex,1,10e9
mp,prxy,1,0.2
asel,s,loc,z,5.0,5.0 !選中實體上表面
AATT, 1, , 2, 0, !指定實體上表面用154號單元
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
esize,,5
amesh,all !對上表面劃分網格
allsel,all
VATT, 1, , 1, 0 !指定實體用45號單元
MSHAPE,0,3D
MSHKEY,1
vmesh,all
/PSYMB,ESYS,1 !顯示單元坐標系
esel,s,type,,2 !選中實體上表面的表面效應單元以方便加荷載
sfe,all,1,pres,,50 !在面內加Z向荷載，大小為50，荷載方向可通過值的正負控制
sfe,all,2,pres,,100 !在面內加X向荷載，大小為100
sfe,all,3,pres,,150 !在面內加Y向荷載，大小為150
/psf,pres,,2,0,1 !以箭頭方式顯示所加荷載
!
展開 基于ANSYS的霍爾效應的仿真分析 ￥288
基于ANSYS的霍爾效應的仿真分析
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
霍爾效應是電磁效應的一種，這種效應在傳感器中得到了廣泛的應用，目前主要用于測量磁場強度。霍爾效應是導電材料中的電流與磁場的相互作用，而產生電動勢的一種效應。
這個導電材料通常是半導體材料，將半導體材料接入一個電源中，形成一個回路，此時電路中就存在電荷的定向移動，如下圖：
當該導體處于磁場中，電荷就會在洛倫茲力的作用下，其路徑發生偏移，電荷偏移之后形成電場，那么在兩側就會形成電壓，如圖所示
其理論公式如下所示，
其中E為電場強度，e為電荷量，n為帶電粒子數量，B磁感應強度，V粒子速度
達到平衡后，
取 Rh=1/ne
為霍爾系數，是跟霍爾材料有關的一個系數，就得到霍爾效應的核心公式：
可以看到電壓是正比于磁場強度，所以，當傳感器形狀確定以后，其通電電流確定后，那么磁場越強，其感應電壓越大，所以霍爾效應傳感器能夠應用到磁場測量中。
那么ANSYS中我們可以仿真這個現象嗎？當然可以，萬能的ANSYS可以計算這個現象，下面簡單描述其流程。
1.首先建立模型，模型如圖所示，這種結構主要是為了仿真需要，因為一側通電，產生電流，另一側是測試電壓，通過提取結果數據來獲取，側面的體形是為了電路中電流的合流，因為實際的電路就是一根測試導線來連接半導體。
展開 
ANSYS分析 vs 理論解 | 矩形截面梁的扭轉效應
導讀：矩形截面梁的切應力和扭轉角用ANSYS怎么計算呢？與解析解吻合嗎？
一、模型演示
本試驗演示了非圓形截面構件在扭矩作用下的扭轉效應。
取一根由海綿制成的矩形截面梁，在縱向畫出每個面的中心線，代表梁的中性層。再沿梁長度方向等間隔地畫出一系列垂直線，代表梁的不同橫截面。用塑料框架固定海綿梁的一端，對另一端施加扭轉。可以觀察到：
(1)代表梁橫截面的線不再保持平直。
(2)代表中性層的水平中心線與垂直線之間的夾角不再保持90°。
素材來源：
那么，矩形截面梁的切應力和扭轉角用ANSYS怎么計算呢？與解析解吻合嗎？
二、問題描述
矩形截面桿件的h= b = 20 mm，扭矩T= 200 N.m，剪切模量G = 80 GPa。計算矩形截面梁的切應力和扭轉角。
問題分析：只受扭轉，用梁單元BEAM188建模分析。梁單元的單元屬性有單元類型、截面屬性和材料屬性。設置材料屬性一般輸入彈性模量和泊松比，計算前需將剪切模量G轉換成彈性模量E，E =2G(1+u)。設泊松比u = 0.3，彈性模量E= 208 GPa。單位制mm、N和MPa。矩形截面桿件長度取80mm。
三、計算結果
經過ANSYS建模計算，以下是矩形截面梁的切應力和扭轉角的計算結果。由此可見，當梁的橫截面的份數多一些，更接近解析解。份數越多，ANSYS數值解趨于穩定。
(1)計算結果列表
Nb和Nh是ANSYS中橫截面的份數，默認是2份。
(2)扭轉角云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
(2)切應力云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
四、理論計算
參考教材：劉鴻文. 材料力學 I (第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 91-93.
展開 AnsysWB摩擦效應-木樁堆疊的模擬 ￥10
本案例在展示摩擦力的影響。對木料堆在重力載荷下的運動進行了建模。首先進行了木料之間無摩擦接觸的模擬，然后通過改變接觸為有摩擦的方式重復模擬。增加足夠大的摩擦力有助于木料堆保持整體性。模擬采用顯式動力學分析，并假設木料為剛性體，因為它們的應變不是本次模擬關注的重點.
Ansys | 基于熱效應的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創建六個分析步。
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，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復發生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 【Ansys線上直播回看】先進芯片設計中熱效應的可靠性分析
『點擊觀看直播回放』
在先進工藝下，隨著芯片規模與功耗密度的提高，考慮熱效應的可靠性分析成為了Sign-off標準的一環。Ansys通過先進的熱模型提供芯片，封裝和系統聯合的熱分析方案，Ansys已經與各大主流Foundry合作，在熱分析領域處于行業領先地位。
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。
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立即提交作品參加Ansys“仿真的藝術”圖片作品大賽
為紀念公司成立50周年，Ansys于近期推出全新“仿真的藝術”圖片作品大賽，讓您有機會充分發揮自身超強的建模能力，開展巧奪天工的設計，并展示您精彩的作品。歡迎提交采用Ansys仿真解決方案制作的設計作品，可選擇的參賽仿真設計主題有16類，涵蓋主要物理領域和新興技術。
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展開 ANSYS知識普及系列15——粘彈性人工邊界在ANSYS中的實現
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
（打個小廣告）
聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網上；
2、如侵犯知識產權，請聯系ANSYS專家本人或者技術鄰，我將第一時間刪除。
小技巧：加本人關注，可以及時觀看本人發布的技術貼
從半空間無限域取一4X2的矩形平面結構，頂部中間一定范圍內受隨時間變化的均布荷載，荷載如下
p(t)=t
當0< DIV>
p(t)=2-t
當1<=t<=2時
p(t)=0
當t>2時
材料彈性模量E=2.5，泊松比0.25，密度1
網格尺寸0.1X0.1，在網格邊界上所有結點加法向和切向combin14號單元用以模擬粘彈性人工邊界（有關理論可參考劉晶波老師的相關文章）。combine14單元的兩個結點，其中一個與實體單元相連，另一個結點固定。網格圖如圖1所示
時程分析的時間步長為0.02秒，共計算16秒。計算得到四個控制點位移時程圖如圖2所示，控制點坐標A(0,2)、B(0,1)、C(0,0)、D(2,2).
計算所用命令流如下：
/PREP7
L=4
!水平長度
H=2
!豎起深度
E=2.5
!彈性模量
density=1
!密度
nu=0.25
!泊松比
dxyz=0.1
!
展開 Ansys RaptorH憑2.5D/3D集成電路和系統領域抗電磁效應獲三星Foundry認證
Ansys與三星的深入合作將加速AI、高性能計算和5G半導體設計的2.5D/3D IC驗證
Ansys? RaptorH?電磁（EM）仿真解決方案已通過三星Foundry的認證，該解決方案用于研發高級片上系統（SoC）和2.5維/三維集成電路（2.5D/3D-IC）。此次認證使得Ansys能夠幫助三星設計人員及三星Foundry客戶在采用三星新的簽核流程時更準確地分析并降低電磁效應帶來的風險，從而大幅加速先進人工智能（AI）、高性能計算（HPC）以及5G半導體設計的發展。
三星的一系列高級納米硅和2.5D/3D-IC技術需要一種驗證電磁干擾的簽核方法，避免其影響到復雜的多芯片裝配體，而傳統工具在設計上難以滿足這一要求。工程師需要高容量電磁分析工具來準確建模超大型SoC和2.5D/3D裝配體的信號完整性，這些裝配體能以極高的數據速率處理信號。2.5D/3D-IC中信號之間難以量化的相互作用是關鍵故障點，限制了新技術的推廣。
將Ansys? HFSS?的高保真度高頻電磁求解器與Ansys? RaptorX?的高速魯棒性架構結合之后，RaptorH高度集成的分析解決方案有助于三星設計師對電磁現象建模，提高其2.5D/3D芯片裝配體中的頻率，同時確保寄生效應不會影響系統。這將推動這些新型封裝技術更快地進入主流生產，并大幅降低風險。
展開 ANSYS Fluent 邊界條件（二）之outflow自由出口
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡介
當出口壓力與速度均未知時，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數，Fluent利用計算域內部信息通過數值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發展邊界，假設該邊界上的流動滿足充分發展流動假設。充分發展的流動是流動速度分布(和/或其他性質的分布，如溫度)在流動方向上不變的流動。需要注意的是，在Outflow邊界上只有法向方向的擴散通量為零，切向方向依然可以存在梯度。
二、使用限制
入口為壓力入口時，不可以使用outflow，此時應該使用壓力出口；
outflow邊界不能用于可壓縮流動，不可壓縮流動最好用壓力出口；
在不可壓縮的情況下，歐拉模型或混合多相模型可以使用outflow邊界。但如果出口可能產生回流，或流場在出口位置非充分發展時，通常使用壓力出口邊界。
三、使用說明
在完全展開的流中，流出邊界條件是遵循的，其中出口方向上所有流動變量的擴散通量為零。但是，也可以在流動尚未完全展開的物理邊界處定義流出邊界，如果出口處的零擴散通量假設預計會對流動解決方案產生很小的影響，則可以放心使用。
位置A作為Outflow邊界通常會計算不收斂，計算結果通常是無效的。因為該位置存在嚴重的流動回流，通過該邊界的質量流量是不確定的。此時應當使用壓力出口邊界；
位置B位于后向臺階再循環再附點附近。在該位置使用Outflow邊界是不合適的。該位置垂直于出口平面的梯度很大，可以預料到該邊界對上游流場影響較大，因此在該位置選擇Outflow邊界是不合適的；
位置C所示的出口邊界位于流動充分發展的區域。
展開 
ansys結構分析中施加周期邊界
請教了：哪位高手會在ansys結構分析中施加周期邊界條件？
先謝謝了
ANSYS Maxwell中邊界條件的應用
8 Symmetry
對稱邊界條件，奇對稱（磁力線正切），磁場與邊界正切，磁場法向分量為0；偶對稱（磁力線垂直），磁場與邊界垂直，磁場切向分量為0。與Matching邊界條件有異曲同工之處，此處不再案例驗證。
9 Radiation
9.1 邊界條件解釋
輻射邊界條件，對磁場表現無限制。
9.2 案例驗證
在Maxwell3D渦流場中創建如圖35所示的模型，紅色實體為銅塊；在銅塊的截面上添加電流源激勵，幅值1mA，頻率60kHz；并在Region上添加Radiation邊界條件，并求解。求解完成后查看XZ平面的B_Vector，如圖36所示。
復制該算例，刪除Radiation邊界條件，再次求解，求解完成后查看XZ平面的B_Vector，如圖37所示。
圖35 模型
圖36 Radiation邊界條件下的磁密分布
圖37 無Radiation邊界條件下的磁密分布
9.3 應用說明
一般用于求解磁場考慮輻射效應時，應用于渦流場，Region邊界正對于輻射源，Region邊界距離輻射源距離應大于1/4波長。
由于如上限制，本案例對于Radiation邊界條件的說明性不強。60kHz條件下Region邊界與磁場源的距離應大于5km，而本案例中的距離為1mm。
10 Impedance
阻抗邊界條件，應用于渦流場，當透入深度較小時，磁場不能進入到實心導體的內部。此時如果計算導體內的真實磁場分布時，由于集膚區域的存在，計算量會非常大。如果不關心其內部的場分布，可以采用阻抗邊界條件。
該邊界條件的應用場合較特殊，不再舉例說明。
來源： 劉朝瑜 西莫電機論壇
展開 ANSYS Mesh中創建周期邊界
在CFD計算中，周期邊界應用非常廣泛。Mesh模塊作為ANSYS Workbench中的御用網格生成模塊，如何利用mesh模塊構建周期網格，就顯得非常重要。
周期網格分為兩類：旋轉周期及平移周期。在ANSYS Mesh模塊中，利用坐標系來區分這兩類網格類型。周期網格區域要求周期面上網格節點一一對應，在ANSYS Mesh模塊中，可以很方便的通過Symmetry功能模塊中的Periodic Region功能達到這一目標。本例描述了如何在ANSYS Mesh模塊中創建周期網格的步驟，在workbench中的項目結構如圖1所示。
圖 1項目組織結構
一、幾何模型
本例包括兩個計算模型，分別對應旋轉周期與平移周期，為方便起見，這里使用最簡單的幾何模型。如圖1，圖2所示分別為旋轉周期幾何與平移周期幾何。網格劃分完畢后均用fluent進行測試。
圖 2旋轉周期
圖 3平移周期（A面與其對邊的面）
二、旋轉周期邊界
雙擊A2單元格，進入mesh模塊。
在進行旋轉周期邊界創建之前，需要創建柱坐標系。如圖4所示，在屬性菜單Coordinate System上點擊右鍵，選擇子菜單Insert，在彈出的子菜單中選擇Coordinate system，創建新的坐標系。
圖 4插入坐標系
進行如圖5所示設置。選擇type為Cylindrical創建圓柱坐標系，origin設置為你的旋轉中心，principal axis為徑向坐標，orientation about principal axis為軸向坐標，自己根據實際情況設置。最關鍵的是旋轉中心。
圖 5坐標系創建
在Model上點擊右鍵，選擇 Insert > Symmetry，插入對稱。
展開 ANSYS Workbench利用節點施加邊界條件
4）邊界條件設置完成后，進行求解，得到位移、應力等結果。
5）為了對比，我們復制出相同的一個靜力分析，將約束和載荷改為直接施加到幾何上，進行求解，得到位移、應力等結果，結果數值與上面基本相同。
3
結論
通過對比發現，不管是加在幾何還是加在節點上，兩種情況下計算結果基本一致。其實在ANSYS程序計算時，所有加在幾何上的邊界條件，都會被程序轉化為節點或單元上，然后再進行有限元方程的求解。所以，加在幾何上與加在節點上，產生的效果完全一樣，其最后的結果也相同。在遇到一些無法直接加在幾何上的邊界條件時，我們可以使用上述方法，選擇適當的節點區域進行節點邊界條件的施加。
來源： ANSYS學習與應用
展開 