熱流仿真
關注創建者：Cadence CFD學習 創建時間：2023-06-08
熱流仿真的視頻教程
NX鋁板冷卻熱流耦合仿真（Simcenter 3D）
本案例詳細講解了如何在NX軟件中對鋁板的降溫過程進行一個熱流耦合分析，本案例分別進行了穩態熱流耦合和瞬態熱流耦合分析。
￥50 19分鐘 507播放
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Comsol熱流相變+動網格仿真激光熔覆
本次分享的案例采用comsol的熱流相變+動網格仿真激光熔覆 注意：為了增加相變界面的平滑，需要加密網格導致計算需求資源較大。案例展示模型需要至少配置24G~32G以上的內存，越密集越平滑內存消耗越大。 有興趣的可以加我，交流模型。
￥1210 22分鐘 141播放
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熱流仿真的實例教程
以筆者使用過的三種仿真分析軟件為例：Flowtherm，I-Deas，StarCD，其各有特色，在業界則以Flowtherm使用者較多，而-deas由于具有可以處理熱輻射的TMG模塊，近年來在投影機廠商中使用的比例也愈來愈多。
另外，Icepak是近年來另一個興起的熱門軟件，因為筆者未用過，因此，在此不做評論。
其實可以作為熱流仿真與分析的軟件很多，但是在工業界使用時，其實最大的考量便是便利性，分析軟件若是可以與CAD機構設計軟件互相搭配，則能節省不少寶貴的時間，直接從機構設計人員手中接過設計圖，便可以進行模擬分析，不但可以節省模擬分析的人重新繪圖時間，也可以立即將修正后的結果回饋給機構設計人員進行修圖，節省熱流模擬的時間。以筆者的經驗來說，I-Deas是最能符合此項要求的仿真分析軟件。
熱流分析軟件的比較
主要特色
優點
缺點
Flowtherm
1 .利用計算流體力學CFD技術的電子熱傳分析軟件
2. 可同時分析熱傳導、熱對流及熱輻射三者效應共存的問題。
簡單、簡單易學，容易上手，若針對電子熱傳，可以得到相當不錯的結果！
格點數目太多，無法分析不規則形狀或曲面。
不能o在Windws 2000下使用
I-Deas
1. 使用Finite-Elements Model
2. 有ESC與TMG模塊可以分析電子熱傳與熱輻射
1. 有自己的CAD的機構設計環境，功能模塊完全。
2. 可將Pro/E或是ANSYS的圖文件讀入，對于數據轉換很方便
在熱輻射的分析中有TMG模塊可以使用，但是對于view factor的條件設定必須要有經驗，否則容易算出不合理的答案。
StarCD
1. 使用CFD的技術所開發的熱流軟件。
展開 圖18 冷板的熱流后處理
注：本文來源于仿真秀，版權歸作者所有，旨在分享。
如果變壓器繞組熱點溫升過高則可能發生局部過熱，影響變壓器的運行穩定性和服役壽命。絕緣紙作為油浸式電力變壓器的絕緣屏障，其老化產生的機械、絕緣等性能改變是一個不可逆過程，對其開展仿真研究對于變壓器運行維護具有重要的指導意義。
重慶大學的技術團隊經過多年積累，在高壓設備和絕緣技術方面積累了深厚的經驗。他們利用Simdroid對電力變壓器開展固體傳熱和流體的耦合仿真建模，模型采用二維近似簡化，在精確反映物理場景的前提下節省了計算資源，提高了計算效率和展示效果。本文展示的案例中在正常工況變壓器的結構基礎上增加了繞組間擋板，目的是研究擋板提高變壓器油橫向流動速度從而增強繞組散熱的效果，并在此基礎上開展熱老化評估。
在Simdroid中繪制的典型油浸式電力變壓器二維模型
借助Simdroid的多物理場耦合功能，重慶大學的研究人員可以在界面上輕松完成固體傳熱有限元方法和流體方程有限體積方法的聯合仿真計算，在電力變壓器模型中實現對含有復雜絕緣油通道、大量流固耦合邊界的網格自動優化和高效耦合迭代。在仿真獲得的流體結果中，用戶可以通過云圖或流線圖查看流體速度的整體分布和局部細節；在溫度結果中，可以查看變壓器內部整體溫度分布，從中了解熱點位置和發熱情況。
Simdroid中耦合仿真獲得的變壓器油流速分布云圖和流線圖
Simdroid耦合仿真得到流體和固體的穩態溫度分布
電力變壓器流熱耦合仿真的結果在工程實踐中有兩個主要用途：一是通過傳感器獲得變壓器油出口和變壓器外殼等位置的實際監測溫度，工程師可結合仿真在正常工況時實時掌握變壓器的運行情況，在非正常工況時做出預警或檢修等判斷；二是開展設備部件運行性能參數的分析，如絕緣油和絕緣紙老化性能等。
展開 2.血泵熱流耦合溫度場仿真
血泵各部分與血液的接觸面存在對流換熱，考慮到兩者的耦合關系，流體仿真時需要把固體以及固體熱源加入到流體仿真軟件中，從而將血液與血泵的對流換熱數值加載到固體溫度場仿真的邊界條件中，實現血泵三維溫度場的仿真求解分析。
血泵三維整體模型分為兩個部分，一個是驅動電機部分：包括定子鐵芯、定子繞組、永磁轉子以及定子外殼；另一個是血液流動區域：包括前后導輪及其導葉、旋轉葉輪、軸承以及泵殼。血泵結構如圖1所示。
圖1 軸流血泵整體結構
利用商用流體仿真軟件進行相關邊界條件的設定，主要包括材料屬性、湍流模型、進出口邊界條件、轉速以及對流換熱系數等，其中血泵各部分的材料特性參數如表1所示。各部分熱源的生熱率通過商用熱仿真軟件計算，并與流體仿真模塊進行耦合。
展開 紅外加熱爐冷卻通道設計及熱-流耦合仿真 ￥1000
紅外加熱爐是一種利用紅外輻射技術進行加熱的熱處理設備。它通過將電能轉化為紅外輻射能量，直接將熱能傳遞給物體，達到加熱的目的。紅外加熱爐的工作原理是基于物體對紅外輻射的吸收。紅外輻射能量可以被各種物體直接吸收并轉化為熱能，而無需通過傳導或對流來傳遞熱量。當物體暴露在紅外輻射源附近時，紅外輻射能量被物體吸收，使物體內部溫度升高。
本案例設計建立了一紅外加熱爐，并對模型進行了一定的簡化處理，基于COMSOL軟件的多物理場耦合相關模塊，仿真了爐內物體的加熱和冷卻過程。模型圖和仿真結果如下所示：
感興趣的朋友，歡迎交流合作！
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歡迎在線體驗變壓器流熱耦合散熱仿真APP：<a href="https://www.simapps.com/v/175096.html" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(18, 63, 242); background-color: transparent;"><strong>變壓器流熱耦合散熱仿真 – Simapps
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985碩士研究生畢業，主要從事comsol數值仿真工作，研究方向包括：多孔介質傳熱、裂隙巖體滲流傳熱、固體傳熱、湍流傳熱、非等溫管道流傳熱、熱固耦合等方向。可提供模型調試，咨詢，論文指導，論文寫作等服務。
2019年加入Simcenter熱流仿真團隊，具有豐富的軟件使用經驗和汽車、高科技電子、航空航天等多行業支持經驗。
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