熱釋電效應(yīng)仿真的案例
求助comsol熱釋電效應(yīng)仿真
我想復(fù)現(xiàn)一篇文章中鈮酸鋰塊材的熱釋電電勢(shì)，但是不熟悉操作，請(qǐng)問(wèn)有人可以幫忙指導(dǎo)嗎？（有償
仿真實(shí)例：復(fù)材的雷擊直接效應(yīng)仿真（熱仿真部分）
作者 | Wang Yuanteng
上期我們介紹了雷擊直接效應(yīng)仿真電磁部分，設(shè)置了磁場(chǎng)、電流及歐姆損耗監(jiān)視器并拿到了相應(yīng)的結(jié)果。為了計(jì)算雷擊所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，我們將使用瞬態(tài)熱求解器Transient Thermal Solver進(jìn)行計(jì)算。另外，還需考慮到熱源，下面我們具體來(lái)看是如何進(jìn)行仿真的。
1.在電磁仿真工程上設(shè)置avg_ohmic_loss監(jiān)視器。這里我們?cè)O(shè)定計(jì)算0-1μs的熱效應(yīng)，因此設(shè)置10個(gè)起始點(diǎn)不同，時(shí)間長(zhǎng)度0.1μs的監(jiān)視器。
在后處理設(shè)置Thermal>thermal loss calculation
點(diǎn)擊開(kāi)始仿真。
拿到avg_ohmic_loss仿真結(jié)果之一如下：
2.創(chuàng)建熱仿真，單擊Simulation Project>All Block as 3D Model，在彈出對(duì)話框輸入名稱(chēng)及選擇工程和求解器類(lèi)型。
3.在新工程中設(shè)置Sources and Loads>Thermal Losses，只需在Project中選中原電磁仿真工程，Source field和loss等信息自動(dòng)被填寫(xiě)，選擇value將我們?cè)O(shè)置的10個(gè)avg_ohmic_loss一一導(dǎo)入。
4.求解器設(shè)置。將Simulation duration設(shè)為1μs，假設(shè)環(huán)境溫度為-50℃（1萬(wàn)米高空）。
設(shè)置激勵(lì)，勾選所有熱源，依次設(shè)置Time shift（如下），點(diǎn)擊signal>new signal建立hold信號(hào)，保持時(shí)間0.1μs。
選擇通過(guò)Preview可以看到不同時(shí)間在激勵(lì)不同熱源。
展開(kāi) 設(shè)計(jì)仿真 | 直播預(yù)告-借助CFD仿真技術(shù)高效模擬城市熱島效應(yīng)
城市熱島效應(yīng)頻發(fā)，對(duì)自然氣候、人類(lèi)能源消耗和身心健康都有著重要影響。熱島效應(yīng)的數(shù)值模擬具有現(xiàn)實(shí)意義，但其模擬尺度較大，影響因素復(fù)雜，涉及到對(duì)流，換熱，植被蒸騰，太陽(yáng)輻射等因素，無(wú)法輕易實(shí)現(xiàn)。Cradle CFD 軟件因其獨(dú)特的高魯棒性像素網(wǎng)格和基于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的高速求解技術(shù)，能對(duì)城市熱島效應(yīng)進(jìn)行快速、高保真模擬仿真，并能借助CFD仿真技術(shù)高效設(shè)計(jì)建筑環(huán)境、暖通空調(diào)與潔凈系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)改善熱島效應(yīng)。
本期?？怂箍抵辈ブv堂請(qǐng)到了CFD仿真工程師吳昌講師，他將為大家?guī)?lái)“借助CFD仿真技術(shù)高效模擬城市熱島效應(yīng)”為主題的專(zhuān)題直播，通過(guò)對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)、技術(shù)難點(diǎn)及具體案例的深入解析，全面闡述城市熱島效應(yīng)的模擬仿真解決方案。
展開(kāi) 聚合物壓阻微梁的壓電耦合效應(yīng)數(shù)值仿真 ￥1500
</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/1273dcb4e1cc4796914d6647fe96623c.png" alt="Untitled1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 幾何模型</strong></p><p>數(shù)值仿真得到微梁的位移和應(yīng)力分布，如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/dd1910798cb648e5b40187e222ead8a4.png" alt="Untitled2.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖2 微梁應(yīng)力分布云圖</strong></p><p>壓敏電阻器的電勢(shì)分布云圖，如圖3所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/29e548c4d1144f10b2b1cbe106b395b0.png" alt="Untitled3.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖3 壓敏電阻器電勢(shì)分布</strong></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流合作</p>
展開(kāi) 
設(shè)計(jì)仿真 | Marc基于非局部效應(yīng)Lemaitre損傷模型小結(jié)
01
概 述
對(duì)于常規(guī)的CAE失效問(wèn)題，針對(duì)以不同的單元網(wǎng)格尺寸建模分析韌性金屬材料損傷模型，而損傷變量取決于（局部）總等效塑性應(yīng)變，導(dǎo)致仿真結(jié)果隨網(wǎng)格尺寸變化的差異性。在模擬過(guò)程中，因局部效應(yīng)引起的模型應(yīng)變局部軟化將從損傷累積失效點(diǎn)開(kāi)始，歸因于應(yīng)變局部軟化，為得到精確結(jié)果而細(xì)化網(wǎng)格往往引起仿真的求解困難，甚至導(dǎo)致求解無(wú)法收斂，計(jì)算中途停止的問(wèn)題。
為了避免此類(lèi)數(shù)值求解問(wèn)題發(fā)生，我們會(huì)使用非局部效應(yīng)（不考慮局部效應(yīng)）總等效塑性應(yīng)變來(lái)計(jì)算損傷變量，由結(jié)構(gòu)過(guò)程計(jì)算的總等效塑性應(yīng)變場(chǎng)被轉(zhuǎn)換為非局部效應(yīng)（交錯(cuò)方法），意味著將局部值“擴(kuò)散”為非局部值，應(yīng)變擴(kuò)散由長(zhǎng)度參數(shù)控制，以這種方式，應(yīng)變局部效應(yīng)不受定單元網(wǎng)格尺寸控制，而是受“非局部長(zhǎng)度參數(shù)”限制（這與真實(shí)材料中發(fā)生的情況類(lèi)似，應(yīng)變局部效應(yīng)將分布在相對(duì)較小的區(qū)域上），換句話說(shuō)，該分析對(duì)網(wǎng)格細(xì)化不敏感。
02
案例分析過(guò)程
用軸對(duì)稱(chēng)單元分析開(kāi)槽圓柱桿，材料為具有應(yīng)變硬化的彈塑性材料。
展開(kāi) 基于ANSYS的霍爾效應(yīng)的仿真分析 ￥288
基于ANSYS的霍爾效應(yīng)的仿真分析
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
霍爾效應(yīng)是電磁效應(yīng)的一種，這種效應(yīng)在傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用，目前主要用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度?；魻?em>效應(yīng)是導(dǎo)電材料中的電流與磁場(chǎng)的相互作用，而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的一種效應(yīng)。
這個(gè)導(dǎo)電材料通常是半導(dǎo)體材料，將半導(dǎo)體材料接入一個(gè)電源中，形成一個(gè)回路，此時(shí)電路中就存在電荷的定向移動(dòng)，如下圖：
當(dāng)該導(dǎo)體處于磁場(chǎng)中，電荷就會(huì)在洛倫茲力的作用下，其路徑發(fā)生偏移，電荷偏移之后形成電場(chǎng)，那么在兩側(cè)就會(huì)形成電壓，如圖所示
其理論公式如下所示，
其中E為電場(chǎng)強(qiáng)度，e為電荷量，n為帶電粒子數(shù)量，B磁感應(yīng)強(qiáng)度，V粒子速度
達(dá)到平衡后，
取 Rh=1/ne
為霍爾系數(shù)，是跟霍爾材料有關(guān)的一個(gè)系數(shù)，就得到霍爾效應(yīng)的核心公式：
可以看到電壓是正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度，所以，當(dāng)傳感器形狀確定以后，其通電電流確定后，那么磁場(chǎng)越強(qiáng)，其感應(yīng)電壓越大，所以霍爾效應(yīng)傳感器能夠應(yīng)用到磁場(chǎng)測(cè)量中。
那么ANSYS中我們可以仿真這個(gè)現(xiàn)象嗎？當(dāng)然可以，萬(wàn)能的ANSYS可以計(jì)算這個(gè)現(xiàn)象，下面簡(jiǎn)單描述其流程。
1.首先建立模型，模型如圖所示，這種結(jié)構(gòu)主要是為了仿真需要，因?yàn)橐粋?cè)通電，產(chǎn)生電流，另一側(cè)是測(cè)試電壓，通過(guò)提取結(jié)果數(shù)據(jù)來(lái)獲取，側(cè)面的體形是為了電路中電流的合流，因?yàn)閷?shí)際的電路就是一根測(cè)試導(dǎo)線來(lái)連接半導(dǎo)體。
展開(kāi) 16，comsol仿真MIM波導(dǎo)（含慢光效應(yīng)方面的曲線繪制） ￥1450
在我看來(lái)，有個(gè)東西叫spp效應(yīng)，與它像兄弟關(guān)系。spp就是 傳導(dǎo)型 表面等離子體共振，LSPR是 局域型 表面等離子體共振。感興趣的可以學(xué)下這兩本書(shū)。
在我看論文時(shí)發(fā)現(xiàn)，LSPR的文章多如牛毛，而SPP方面的文章就相對(duì)來(lái)說(shuō)少見(jiàn)了。今天說(shuō)的MIM波導(dǎo)正好與SPP有點(diǎn)相關(guān).
下面是論文的結(jié)果 VS 我的結(jié)果
1，慢光效應(yīng)的延時(shí)時(shí)間計(jì)算和等效折射率
上面這三張圖就是該復(fù)現(xiàn)該論文的難點(diǎn)，光學(xué)延遲時(shí)間和群折射率計(jì)算公式如下
難點(diǎn)在于要對(duì)圖7a求出的曲線，首先求每點(diǎn)的切線斜率，然后所有點(diǎn)的切線斜率合在一起得到圖7b。那么問(wèn)題是該怎么求各點(diǎn)的切線斜率？翻翻高等數(shù)學(xué)書(shū)導(dǎo)數(shù)的定義就知道了。這里上面三幅圖我是在matlab中繪制的，主要原因是在comsol中還沒(méi)法畫(huà)出圖7a。
2，求MIM波導(dǎo)的透射率。這是MIM波導(dǎo)方面文章的必仿內(nèi)容。
下面是付費(fèi)內(nèi)容，包含上面所有圖片的comsol模型以及對(duì)應(yīng)的matlab代碼
展開(kāi) Abaqus實(shí)現(xiàn)有趣的多米諾骨牌效應(yīng)（Domino Effect）仿真講解
Abaqus實(shí)現(xiàn)有趣的多米諾骨牌效應(yīng)（Domino Effect）仿真講解
基于Comsol的EUV光路和透鏡熱力效應(yīng)仿真
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我的qq： 209870384有興趣的可以加我，交流模型。
極紫外輻射（EUV）或高能紫外輻射是波長(zhǎng)在124nm到10nm之間的電磁輻射，對(duì)應(yīng)光子能量為10eV到124eV。自然界中，日冕會(huì)產(chǎn)生EUV。人工EUV可由等離子源和同步輻射源得到。主要用途包括光電子譜，對(duì)日EUV成像望遠(yuǎn)鏡，光微影技術(shù)。 EUV是最易被空氣吸收的譜段，因此其傳輸環(huán)境需高度真空。
EUV是新一代光刻機(jī)最主要的技術(shù)，稱(chēng)為極紫外光刻（英語(yǔ)：Extreme ultra-violet，也稱(chēng)EUV或EUVL）。使用極紫外（EUV）波長(zhǎng)的新一代光刻技術(shù)，其波長(zhǎng)為13.5納米。幾乎所有的光學(xué)材料對(duì)13.5nm波長(zhǎng)的極紫外光都有很強(qiáng)的吸收，因此，EUV光刻機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)只有使用反光鏡。
針對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡組，采用Comsol分析了反射鏡組在工況中的光、熱、力多物理場(chǎng)表現(xiàn)。
通過(guò)波動(dòng)光學(xué)獲得反射鏡涂層的光熱性能，耦合幾何光路的分析獲得最終反射鏡組光、熱、力多物理場(chǎng)性能表現(xiàn)。
以下是反射鏡組的熱應(yīng)力分布展示。
在本次工況中，鏡片的產(chǎn)生了約4.5nm熱變形，與實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合。
展開(kāi) [足球] 馬格努斯效應(yīng)和C羅任意球仿真模擬
要在足球最大的舞臺(tái)上承受住壓力，需要夜以繼日的練習(xí)、技巧和天才，以及“Magnus effect 馬格努斯效應(yīng)”。
01 足球和馬格努斯效應(yīng)
“馬格納斯效應(yīng)”是指因?yàn)槲矬w周?chē)a(chǎn)生的氣流不均勻，旋轉(zhuǎn)的球形物體向一側(cè)彎曲。當(dāng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角速度矢量與物體飛行速度矢量不重合時(shí)，在與旋轉(zhuǎn)角速度矢量和平動(dòng)速度矢量組成的平面相垂直的方向上將產(chǎn)生一個(gè)橫向力。在這個(gè)橫向力的作用下物體飛行軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)物體之所以能在橫向產(chǎn)生力的作用，是由于物體旋轉(zhuǎn)可以帶動(dòng)周?chē)黧w旋轉(zhuǎn)，使得物體一側(cè)的流體速度增加，另一側(cè)流體速度減小。
足球低速移動(dòng)時(shí)，球周?chē)目諝饬鲃?dòng)是層流（均勻流動(dòng)的空氣層不受干擾）。在高速下，球周?chē)目諝饬鲃?dòng)是紊流，包括邊界層，湍流激發(fā)空氣分子并使它們更長(zhǎng)時(shí)間地靠近球表面，邊界層離球的后部更遠(yuǎn)導(dǎo)致較小的尾流。下圖能夠更好地解釋這一點(diǎn)。
（Kiratidis, Adrian & B. Leinweber, Derek. (2017). An Aerodynamic Analysis of Recent FIFA World Cup Balls. EuropeanJournal of Physics. 39. 10.1088/1361-6404/aaa888.）
任意球中當(dāng)球旋轉(zhuǎn)時(shí)，靠近球表面的邊界層沿旋轉(zhuǎn)方向被拉動(dòng)，導(dǎo)致該側(cè)的空氣延遲分離。而球的另一側(cè)，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致空氣更早的分離。這樣就產(chǎn)生一種力，將球推向低壓區(qū)域（空氣從高壓到低壓），即馬格努斯力。
展開(kāi) 基于壓阻效應(yīng)的電熔接頭損傷監(jiān)測(cè)數(shù)值仿真
本案例建立了二維軸對(duì)稱(chēng)電熔接頭模型，模型如圖1所示，基于COMSOL軟件仿真了內(nèi)壓和軸壓作用下接頭的電勢(shì)場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)以及裂紋擴(kuò)展情況，仿真結(jié)果如圖2所示。
圖1 幾何模型
電勢(shì)場(chǎng)分布
應(yīng)變場(chǎng)分布
裂紋擴(kuò)展
圖2 仿真結(jié)果
感興趣的朋友，交流模型
仿真揭示光環(huán)諧振器中的“回音廊”效應(yīng)
計(jì)算仿真結(jié)果
為了計(jì)算模型的光譜特性，你可以使用波動(dòng)光學(xué)特有的模擬特征來(lái)運(yùn)行邊界模式分析和頻域研究。下圖為諧振波長(zhǎng)的場(chǎng)圖。這些結(jié)果表明，當(dāng)直波導(dǎo)中的場(chǎng)與環(huán)形波導(dǎo)中的場(chǎng)發(fā)生干涉時(shí)，它們是異相的；因此，直波導(dǎo)中的出射場(chǎng)幾乎為零。由于幾乎沒(méi)有光從直波導(dǎo)傳輸，所以可以認(rèn)為這個(gè)光環(huán)諧振器是設(shè)計(jì)良好的陷波濾波器。
你可以測(cè)試模型的參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的光環(huán)諧振器，使其完全阻擋諧振波長(zhǎng)的光，甚至可以通過(guò)構(gòu)建 App 來(lái)高效運(yùn)行多個(gè)分析.
來(lái)源：COMSOL
Ansys | 基于熱效應(yīng)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(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過(guò)溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過(guò)程。
目標(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。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(dǎo)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(duì)稱(chēng)性，僅創(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對(duì)幾何體進(jìn)行網(wǎng)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(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個(gè)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(kāi)始時(shí)，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開(kāi)始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發(fā)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(fā)生主要的相變，計(jì)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(fù)發(fā)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(yùn)行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應(yīng)力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開(kāi) 電機(jī)NVH結(jié)構(gòu)仿真 | 硅鋼片層疊效應(yīng)對(duì)電機(jī)模態(tài)的影響
橫觀各向同性材料
電機(jī)結(jié)構(gòu)的定子或轉(zhuǎn)子一般由硅鋼片層疊而成，在電機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析實(shí)踐中，工程師往往會(huì)把硅鋼片層疊結(jié)構(gòu)的本構(gòu)模型簡(jiǎn)化為各向同性，也就是忽略了層疊效應(yīng)。相比各向同性，橫觀各向同性本構(gòu)模型更符合硅鋼片結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。設(shè)定子層疊方向標(biāo)記為1，其它兩個(gè)方向標(biāo)記為2和3，則6個(gè)材料參數(shù)如下，由于G23可由E2(E3)和v23推導(dǎo)得出，所以獨(dú)立的材料參數(shù)為5個(gè)。
在Workbench中的材料參數(shù)設(shè)置
設(shè)層疊方向?yàn)閄，假設(shè)硅鋼材料本身的彈性模量是200GPa，假設(shè)層疊方向的彈性模量為150GPa，假設(shè)各個(gè)方向的泊松比都為0.3，硅鋼材料剪切模量Shear Modulus YZ可按各向同性材料公式計(jì)算，其它兩個(gè)剪切模量假設(shè)為0.9倍硅鋼剪切模量。（材料參數(shù)來(lái)源于論文數(shù)據(jù)）
橫觀各向同性本構(gòu)
設(shè)硅鋼的彈性模量為200GPa，泊松比為0.3。
各向同性本構(gòu)
模態(tài)分析結(jié)果
導(dǎo)入某款電機(jī)的硅鋼片定子模型，進(jìn)行自由模態(tài)分析，結(jié)果如下：
總結(jié)和建議
考慮層疊效應(yīng)對(duì)定子模態(tài)頻率有影響，對(duì)模態(tài)振型一般無(wú)影響。
層疊效應(yīng)對(duì)層疊方向的模態(tài)頻率影響較大，對(duì)其它兩個(gè)方向影響較小。
進(jìn)行層疊結(jié)構(gòu)模態(tài)分析時(shí)，采用橫觀各向同性本構(gòu)模型更準(zhǔn)確。
對(duì)層疊結(jié)構(gòu)采用各向同性本構(gòu)，模態(tài)分析結(jié)果也具有一定參考價(jià)值。
展開(kāi) LS-DYNA考慮熱效應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸仿真 ￥19.98
有關(guān)熱-力耦合仿真，LSTC官方網(wǎng)站中提供了許多相關(guān)的例子。本文以材料單軸拉伸試驗(yàn)為例，說(shuō)明如何在LS-DYNA中實(shí)現(xiàn)熱-力耦合仿真。本例K文件中去除溫度等關(guān)鍵字可實(shí)現(xiàn)無(wú)溫度的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸。
1. 工況
某合金材料以某一速率進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)加載，環(huán)境溫度為500攝氏度。試樣網(wǎng)格如圖所示，一端固定，一端進(jìn)行加載，研究溫度效應(yīng)對(duì)材料的影響。
2. 求解設(shè)置
本例子，采用隱式算法，設(shè)置*INITIAL_TEMPERATURE、*LOAD_THERMAL，*CONTROL_THERMAL-等關(guān)鍵字，實(shí)現(xiàn)金屬材料的熱-力耦合求解
3.結(jié)果
有效應(yīng)力云圖：
溫度云圖：常溫算例中，如有僅結(jié)構(gòu)仿真，沒(méi)有熱傳導(dǎo)，使試樣中的塑性功90%轉(zhuǎn)化為溫度。500度算例中，固定端和加載段為剛體材料，不產(chǎn)生熱。
力-位移曲線，從圖中明顯看出溫度的軟化效應(yīng)。
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