Fluent回流仿真的案例
基于Comsol的mini LED回流焊錫膏氣泡及形貌演化仿真 ￥99
在半導體領域，回流焊是一種常見的電子組裝技術，本案例基于comsol multiphysics 軟件，通過對回流焊工藝的抽象和簡化，建立了mini LED回流焊模型，詳細介紹了建模的過程，通過層流多相流、流體傳熱、水平集方法以及它們之間的多場耦合分析等，仿真了焊接過程錫膏中存在的氣孔缺陷演化過程、錫膏形貌演化過程。其最終動態結果如下圖所示：
圖1. 0-200us內回流焊錫膏氣泡演化動態圖
圖2. 0.5ms-3ms內錫膏形貌演化動態圖
電子封裝中的回流焊仿真分析
圖1 采用路徑結果來查看
回流焊仿真總結
綜上所述，電子封裝過程中常見的回流焊工藝的仿真分析，可以根據軟硬件配置，采用不同的技術方案來解決。ANSYS軟件提供了完整的仿真解決方案，并提供了關鍵的分析技術來提高仿真分析的精度。
除了上面內容，還有焊錫材料的具體參數設置和結果查看的方法在課程中有更詳細的介紹，歡迎大家共同交流討論。
ANSYS Workbench 回流焊 移動熱源 傳熱仿真 APDL程序 ￥99
通過APDL命令實現對流換熱位置隨時間變化的傳熱計算，可用于回流焊工藝溫度場分析等。
程序為溫度沿Y方向移動，模型形狀、溫區長度、移動速度、換熱系數、溫度、區間數量均可調整。
FLUENT太陽能熱水器仿真 附江帆Fluent高級應用與實例分析下載
（模擬這三個小時的瞬態過程，筆者的計算機持續工作了約5天，不想再繼續算了……）
下載地址：江帆Fluent高級應用與實例分析
FLUENT仿真經典案例#4-平版印刷墨斗仿真
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FLUENT仿真經典案例#4-平版印刷墨斗仿真
01
工況介紹
墨斗實物下圖1，墨腔即為流體區域，則簡化得到流體區域分析模型如圖2。
圖1 墨斗實物
圖2 墨斗流體域模型
假定油墨無沿墨斗輥軸向的流動，即墨斗中油墨的流動可以看作是二維流動，所以選擇墨鍵上與墨斗輥軸向方向垂直的任意一平面作為計算面建立二維計算模型。為計算方便，將該模型中墨斗輥弧和油墨出口的交點設為坐標原點，油墨出口大小是墨鍵與墨斗輥間距離，即為開度值。
Fluent仿真實例：渦輪增壓機流場仿真
渦輪增壓機的葉片如下：
1、啟動軟件導入網格
1.1 啟動Fluent軟件，選擇3D求解器。
1.2 導入網格。
重排網格分區，操作：Mesh > Reorder > Domain。
2、模型設置
設置湍流模型為k-epsilon模型。
3、材料設置
渦輪增壓機的轉速很快，會對空氣進行壓縮并產生熱量，所以這里將空氣設置為理想氣體。將空氣設置為理想氣體，軟件會提示將能量方程啟動。
4、計算域設置
首先設置轉速的單位，菜單欄Define > Units…
由于葉片區域是旋轉的，需要設置impeller區域。
在打開的設置頁面設置如下。
5、邊界設置
5.1 進口inlet邊界，Type設置為mass-flow-inlet類型。
5.2 出口outlet，Type設置為pressure-outlet類型。
5.3 葉片旋轉邊界impeller_wall，Type設置為wall類型。
5.4 其他的壁面設置，shell_wall和windin_wall，即所有與周圍空氣接觸的壁面。由于增壓機壁面會和周圍環境對流換熱，這里將對流系數設置為10 w/m2-k。
6、interface面設置
這里有兩個對interface面，操作：軟件左側樹目錄Mesh Interface > Create/Edit…
7、求解設置
7.1 離散方案，采用SIMPLE算法，Pressure采用Standard，其余采用二階迎風格式。
7.2 松弛因子。將Density設置為0.6，Body Forces設置為0.6，Energy設置為0.8，其余保持默認。
展開 FLUENT動網格案例之十七：基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算 ￥9
基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算
在FLUENT動網格案例之十六：基于Fluent重生成算法的懸臂梁振動的雙向流固耦合仿真分析中，使用udf求解流固耦合系統中固體區域運動控制方程，并將計算得到的邊界運動位移以動網格形式更新流場的邊界條件，從而實現雙向流固耦合仿真。其實，在最新的Fluent19中，線彈性求解模塊已經是內嵌模塊，建立并求解流固耦合問題可以更加方便，只要定義固體材料區域及其邊界條件，按照正常的CFD仿真流程就能同時獲得結構最終位移和流場壓力及速度分布。
固體區域設置
流固耦合界面設置
仿真計算結果
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展開 FLUENT動網格案例之十八：基于Fluent19的雙流固耦合仿真計算 ￥9
基于Fluent19的雙流固耦合仿真計算
在FLUENT動網格案例之十七：基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算中，介紹了基于FLUENT19線彈性求解模塊的單向流固耦合仿真內容。其實，雙向流固耦合的仿真也能在FLUENT19完全實現。本算例為管道內垂直襟翼在湍流激勵下的變形計算，并且啟用FLUENT的結構模型來模擬由于流體流動而導致的襟翼變形。由于襟翼的變形量足夠大，必須采用雙向流固耦合(FSI)仿真方法。也就是說，流體的流動影響結構的變形，反過來，結構的變形也嚴重影響流體的流動狀態。本算例中Fluent將執行所有的結構計算(而不是使用單獨的結構程序)，并耦合流場仿真計算，因而是雙向流固耦合仿真。界面區域局部網格
固體區域設置和流固耦合界面設置與單向耦合是完全一致的
增加的為動網格設置(也就是結構變形對流場的反饋作用以動網格算法實現的動邊界體現）
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展開 Workbench fluent風力發電機組葉片流場及溫度場仿真，附詳解視頻及原模型 ￥96
網格劃分與命名選擇
2.1 網格參數設置
雙擊mesh進入網格劃分模塊，先進行全局網格控制，進入ANSYS Fluent Meshing模塊，設置全局最大尺寸為5000 mm。
局部加密葉片表面網格：添加“Face Sizing”，設置尺寸為300 mm。若存在負體積網格，需調整局部尺寸或重新劃分。
2.2 命名選擇（Named Selections）
關鍵命名組定義
Inlet：選擇流體域前端面，指定為速度入口。
Outlet：選擇流體域后端面，指定為壓力出口。
Blade：隱藏其他部件后框選所有葉片表面，指定為固定溫度邊界。
Wall：選擇風機外表面，設為壁面。
命名沖突處理，若出現“Duplicate Named Selection”錯誤，需檢查名稱是否重復，并在模型樹中刪除冗余組。軟件會自動創建接觸，無需單獨設置即可，流場會自動識別為接觸面。
關閉該模塊進入fluent模塊，雙擊對應模塊即可進入流體模塊。
3. 求解設置與邊界條件
材料屬性與求解器配置
材料庫設置，在Fluent中雙擊空氣材料（Air），可以設置對應材料屬性。
展開 FLUENT仿真基礎案例#352-水池分流仿真 ￥100
FLUENT仿真基礎案例#352-水池分流仿真
01 案例介紹
如下圖所示一個水池分流系統，左側有兩個入口（實際是四個，開啟帶紅色箭頭的兩個），每個出口處均有一個直角擋板（擋板可在結果圖中查看），右側兩個出口，已知條件為兩個進口的速度V1和V2，需通過模擬了解：
（1）水池的流動情況；
（2）兩出口的流量情況。
02 網格情況
ICEM結構網格，三維圖和俯視圖如下。
03 主要仿真設置
（1）穩態計算。
（2）標準k-ε湍流模型。
（3）復制材料水。
（4）設置流體為水。
（4）分別設置兩個入口速度
（5）監測兩出口流量。
（6）初始化并計算。
（7）仿真結果。
04 有償視頻推薦
包含制作生成的原始文件和制作過程視頻（不包含整體建模，但包含添加擋板的操作過程），視頻約50分鐘。
使用軟件為：ANSYS WORKBENCH19.2及其中的ICEM-FLUENT-POST
另贈送該模型不含擋板時，使用ANSYS WORKBENCH14.5及其中的SCDM、MESH、FLUENT設置的無聲操作視頻（操作很快，10分鐘，無講解）。
展開 FLUENT多相流案例之八：基于FLUENT融化模型的晶體CZ法生長過程仿真 ￥9
基于FLUENT融化模型的晶體CZ法生長過程仿真
如下圖所示，在一個直筒型的熱系統中，采用石墨電阻加熱，將裝在高純度石英坩堝中的多晶半導體熔化，然后將籽晶插入熔體表面進行熔接，同時轉動籽晶，并反轉坩堝，將籽晶緩慢向上提升，經過引晶、放大、轉肩、等徑生長、收尾等過程，由此，單晶半導體就生長出來了。該方法被稱為CZ法(連續直拉法）。
Cz法單晶生長過程中涉及凝固的流體流動問題，而Fluent多相流中的凝固模型非常適合用來模擬連續鑄造過程，本算例中將采用自定義函數設置固定的提拉速度，模擬固體材料不斷從鑄造區域被拉出的過程。熔融狀態的金屬半導體在坩堝內冷卻，坩堝邊界溫度為1400k，入口速度為0.00101m/s，溫度為1300k，出口速度為豎直0.001m/s，同時具有旋轉角速度1rad/s，溫度為500k，金屬自由液面溫度為1400k，由于馬蘭戈尼效應，存在表面張力梯度-0.00036n/m-k，固體邊界溫度為500k，同時存在相對于內部單元的旋轉速度1rad/s。具體邊界條件如下圖所示。
仿真計算結果如下圖所示
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展開 
仿真應用 | Rocky DEM與ANSYS Fluent聯合仿真
包建業
南京安世亞太公司
近年來，作為RockyDEM（離散元仿真工具）母公司的ESSS公司，其與ANSYS公司的合作逐漸加深。一方面，在銷售途徑上，其可以借助ANSYS公司的銷售渠道；另一方面，Rocky DEM已經實現了與ANSYS產品的技術聯合開發，其可以使用ANSYS的前后處理工具，并且能夠實現與ANSYS產品的快速耦合計算，以及參數優化等功能。
圖1-Rocky DEM可以集成在ANSYSWorkbench平臺下
DEM-CFD耦合方法對模擬顆粒-流體系統的作用非常巨大，能以數值仿真來擴大顆粒-流體耦合的模擬處理范圍。復雜的物理現象，如氣力輸送、顆粒干燥、研磨機內漿液流動、甚至是顆粒與流體之間的化學反應，都可以借助這種方法來實現仿真和分析。
圖2-Rocky與ANSYS集成后，FLUENT的計算結果可通過接口傳遞給Rocky
Rocky DEM作為ANSYS Workbench的組件，能夠與ANSYS Fluent進行耦合計算，無需借助第三方工具。其耦合方式有兩種：單向和雙向耦合。
圖3-Rocky DEM與FLUENT耦合方式
圖4-Rocky DEM與FLUENT雙向流固耦合設定界面
在進行耦合計算時，流體-顆粒相互作用的納維斯托克斯方程中的耦合項，考慮了阻力、升力浮力、虛擬質量、角動量和其他力。
展開 Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真
1、啟動Fluent導入網格
啟動Fluent軟件，選擇雙精度，設置并行數。
導入網格并顯示。
對于高超音速流場，選擇密度基Density-Based求解器。
2、物理模型
選擇求解能量方程并選擇雙溫度模型選項。在雙溫模型中，一個溫度代表空氣分子的平移能和旋轉能，另一個溫度代表空氣分子的振動能和電子能。考慮這種熱非平衡對于高超超聲速流的精確模擬是重要的，最重要的是在表面傳熱和溫度的預測。
粘度模型使用k-ω SST湍流模型，保留默認設置。
3、材料
默認的流體材料是空氣，這是此問題中的工作流體。對于高超聲速流來說，考慮可壓縮性和熱物理性質隨溫度的變化是很重要的。這將在選擇使用雙溫度模型時自動完成，以確保使用適當的屬性。
4、操作條件
設置操作壓力為0。
5、邊界條件
“inflow”邊界：如下，并設置溫度為250K。
“outflow”邊界：如下，并設置溫度為250K。
“wall”邊界：設置溫度為1500K。
6、求解
求解方法和離散方法如下。
庫朗數和松弛因子如下。
設置求解限制。
初始化設置。
迭代步數設置為500，點擊Calculate開始計算。
7、計算結果處理
顯示外流場馬赫數。
展開 噴嘴霧化仿真，fluent的DPM方法，從幾何模型到網格劃分到fluent計算的全部文件 ￥30
噴嘴霧化仿真，fluent的DPM方法，從幾何模型到網格劃分到fluent計算的全部文件
FLUENT仿真精典案例#351-螺旋槽干氣密封仿真 ￥500
FLUENT仿真精典案例#351-螺旋槽干氣密封仿真
01 案例介紹
本例對干氣密封氣膜，進行fluent模擬，模型如下圖。模型參數略過。需通過模擬了解：剛度K、泄漏量q、氣膜推力（開啟力）F、壓力沿徑向的分布。
02 網格情況
ICEM結構網格，1/12周期網格（可生成整體網格），如下兩圖。因模型前尖角存在，最小網格質量0.168（后續仿真能收斂）。
