航空成像設(shè)備的案例
通過仿真優(yōu)化核磁共振成像設(shè)備中的磁場分布
磁共振成像(MRI)系統(tǒng)必須產(chǎn)生高分辨率的圖像，使醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。為了獲得這種高水平的圖像質(zhì)量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內(nèi)必須有一個已知的穩(wěn)定的基礎(chǔ)磁場分布。這就是仿真發(fā)揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設(shè)計核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優(yōu)化磁場，改善磁共振儀產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)。
磁共振系統(tǒng)簡介
磁共振成像是一種非侵入性的技術(shù)，可以生成身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細圖像。這種圖像被廣泛用于醫(yī)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，幫助醫(yī)生檢測、診斷和監(jiān)測疾病和其他健康問題。
一臺 MRI 機器（頂部）和一個 MRI 生成的頭部圖像（底部）。頂部圖片由liz west制作 – 自己的作品。根據(jù) CC BY 2.0授權(quán)，通過Flickr Creative Commons共享。底部圖片：Mikael Voss – 自己的作品。根據(jù) CC BY-SA 4.0授權(quán)，通過 Wikimedia Commons共享。
簡單來說，磁共振儀的圖像工作原理是讓病人在一個狹小的密閉空間內(nèi)接受一個強磁場，這個磁場會改變他們體內(nèi)質(zhì)子的排列。磁共振儀還會產(chǎn)生一種電流，影響質(zhì)子的旋轉(zhuǎn)。RF 場被關(guān)閉后，質(zhì)子回到平衡狀態(tài)，釋放出能量。一個接收線圈，如鳥籠線圈，會檢測到這一變化，隨后被轉(zhuǎn)化為圖像。
核磁共振儀產(chǎn)生的圖像能讓醫(yī)生看到人體內(nèi)部的情況，使他們能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。然而，如果鳥籠線圈內(nèi)的磁場分布由于其設(shè)計而發(fā)生波動，圖像質(zhì)量就會很差，這對醫(yī)生診斷病人的能力產(chǎn)生負面影響。為了幫助醫(yī)生避免這個問題，工程師可以通過仿真來優(yōu)化 MRI 鳥籠線圈的設(shè)計。
展開 通過仿真優(yōu)化核磁共振成像設(shè)備中的磁場分布
磁共振成像(MRI)系統(tǒng)必須產(chǎn)生高分辨率的圖像，使醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。為了獲得這種高水平的圖像質(zhì)量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內(nèi)必須有一個已知的穩(wěn)定的基礎(chǔ)磁場分布。這就是仿真發(fā)揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設(shè)計核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優(yōu)化磁場，改善磁共振儀產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)。
磁共振系統(tǒng)簡介
磁共振成像是一種非侵入性的技術(shù)，可以生成身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細圖像。這種圖像被廣泛用于醫(yī)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，幫助醫(yī)生檢測、診斷和監(jiān)測疾病和其他健康問題。
一臺 MRI 機器（頂部）和一個 MRI 生成的頭部圖像（底部）。頂部圖片由liz west制作 – 自己的作品。根據(jù) CC BY 2.0授權(quán)，通過Flickr Creative Commons共享。底部圖片：Mikael Voss – 自己的作品。根據(jù) CC BY-SA 4.0授權(quán)，通過 Wikimedia Commons共享。
簡單來說，磁共振儀的圖像工作原理是讓病人在一個狹小的密閉空間內(nèi)接受一個強磁場，這個磁場會改變他們體內(nèi)質(zhì)子的排列。磁共振儀還會產(chǎn)生一種電流，影響質(zhì)子的旋轉(zhuǎn)。RF 場被關(guān)閉后，質(zhì)子回到平衡狀態(tài)，釋放出能量。一個接收線圈，如鳥籠線圈，會檢測到這一變化，隨后被轉(zhuǎn)化為圖像。
核磁共振儀產(chǎn)生的圖像能讓醫(yī)生看到人體內(nèi)部的情況，使他們能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。然而，如果鳥籠線圈內(nèi)的磁場分布由于其設(shè)計而發(fā)生波動，圖像質(zhì)量就會很差，這對醫(yī)生診斷病人的能力產(chǎn)生負面影響。為了幫助醫(yī)生避免這個問題，工程師可以通過仿真來優(yōu)化 MRI 鳥籠線圈的設(shè)計。
展開 案例分享 | 為復(fù)雜的航空電子設(shè)備提供高級熱仿真
TEN TECH LIC
https://www.tentechllc.com
成立: 2011
業(yè)務(wù): 機械工程咨詢
董事長: Connie Yokogawa
地址: Los Angeles, CA (USA)
規(guī)模: 10 - 50 個員工
TEN TECH LLC是一家經(jīng)過ITAR（國際武器貿(mào)易條例）注冊的機械工程咨詢公司，總部位于加利福尼亞州洛杉磯，在馬薩諸塞州比勒里卡提供機械設(shè)計、分析和測試服務(wù)，重點是航空航天和國防、科技電子和可再生能源的應(yīng)用。
TEN TECH的機械設(shè)計部門專門從事消費級和加固型機電包裝、電磁干擾硬化和塑料零件設(shè)計。 其機械分析部門在結(jié)構(gòu)動力學(xué)、CFD（計算流體動力學(xué)）、熱分析、振動聲學(xué)和氣動彈性方面提供專業(yè)知識，而物理測試部門則提供沖擊和振動、熱、聲學(xué)、鹽/霧、濕度和氣流測試服務(wù) 。 自2011年以來，TEN TECH一直是Software Cradle的高級用戶之一。
William Villers
Mr.William Villers是航空航天和國防工業(yè)屆有著25年經(jīng)驗的資深人士，擁有法國馬賽地中海技術(shù)學(xué)院機械工程學(xué)博士學(xué)位（博士學(xué)位）。 他的專長是航空電子系統(tǒng)和底盤方面的結(jié)構(gòu)動力學(xué)、沖擊、振動、流體動力學(xué)和機械系統(tǒng)的熱分析。Mr.Villers在歐洲和美國的主要工作的公司，包括Eurocopter，Aerospatiale和EDS，在工程和工程管理領(lǐng)域擁有不斷發(fā)展和成功的職業(yè)生涯。在職業(yè)生涯中，他一直參與并指導(dǎo)一些著名的航空航天和國防計劃的工程項目，其中包括NH90，Ariane 5，JPL MER＆MSL和JSF等。 作為TEN TECH LLC的執(zhí)行合伙人，經(jīng)常需要他的工程知識和專業(yè)經(jīng)驗，來擔(dān)任課題專家的代表。
展開 FloTHERM在確保航空電子設(shè)備產(chǎn)品可靠性中的應(yīng)用
FloTHERM在確保航空電子設(shè)備產(chǎn)品可靠性中的應(yīng)用
一、設(shè)計挑戰(zhàn)
現(xiàn)代航空電子設(shè)備產(chǎn)品的功率與熱消耗量正日益增大，為確保該類設(shè)備產(chǎn)品的可靠性，設(shè)計出相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)已絕對成為當(dāng)務(wù)之急。我們的首要設(shè)計目標(biāo)是“重量最小化、空間最優(yōu)化”，而熱管理是最為普遍的設(shè)計瓶頸。為了將可能導(dǎo)致失敗的因素減少到最低限度，無論何種情況，我們都避免使用散熱扇。因此，熱管理是設(shè)計最初階段最大的挑戰(zhàn)。
二、解決方案和益處
在制作成本高昂的樣機原型之前，Tecnobit公司的工程師采用FloTHERM進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱流仿真并預(yù)測系統(tǒng)熱反應(yīng)。這樣做的關(guān)鍵好處在于能節(jié)省大量時間與金錢，并且保證不會將時間浪費在創(chuàng)立不可實施的產(chǎn)品模型上。由于功能強大、便于使用，F(xiàn)loTHERM已經(jīng)成功地在絕大多數(shù)熱電子工程師中樹立了良好的聲譽，成為Tecnobit的標(biāo)準(zhǔn)熱設(shè)計工具。此文中的插圖展示的是Tecnobit設(shè)計出的一種特殊機箱，該機箱能使航空電子設(shè)備產(chǎn)品被裝在一個縮減的空間內(nèi)（最大尺寸約10公分）。該系統(tǒng)完全封閉，因此如何增強傳導(dǎo)、輻射以及與外層的自然對流使傳熱效率最大化就成為關(guān)鍵。就散熱方面而言，初步設(shè)計顯然不盡如人意。為強化電子元件與機箱壁之間的熱傳導(dǎo)，Tecnobit對機箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了改良。同時，為加強與外部環(huán)境的對流和輻射交換，Tecnobit還采用特殊的散熱片、噴沙處理和靜電噴涂技術(shù)改良機箱外層。所有的設(shè)計方案在無需建立樣機原的前提下進行評估，并且FloTHERM仿真技術(shù)能使我們在很短的時間內(nèi)優(yōu)化熱設(shè)計方案，并將元件交合點的溫度與初步設(shè)計相比降低40℃。
Tecombit航空電子設(shè)備機箱
三、客戶證言
“FloTHERM對我們極其重要，它幫助我們弄清楚、并優(yōu)化在航空器內(nèi)惡劣的條件下電子元器件與周邊環(huán)境間各種傳熱途徑和機制。
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案例分享 | Cradle CFD為復(fù)雜航空電子設(shè)備提供高級熱仿真
關(guān)于TENTECH LLC
TENTECH LLC是一家經(jīng)過ITAR（國際武器貿(mào)易條例）注冊的機械工程咨詢公司，總部位于加利福尼亞州洛杉磯，在馬薩諸塞州比勒里卡提供機械設(shè)計、分析和測試服務(wù)，重點是航空航天和國防、科技電子和可再生能源的應(yīng)用。
TEN TECH的機械設(shè)計部門專門從事消費級和加固型機電包裝、電磁干擾硬化和塑料零件設(shè)計。其機械分析部門在結(jié)構(gòu)動力學(xué)、CFD（計算流體動力學(xué)）、熱分析、振動聲學(xué)和氣動彈性方面提供專業(yè)知識，而物理測試部門則提供沖擊和振動、熱、聲學(xué)、鹽/霧、濕度和氣流測試服務(wù)。自2011年以來，TEN TECH一直是Software Cradle的高級用戶之一。
展開 滿足航空設(shè)備用電需求，微科模塊化數(shù)字電源新品亮相！
北京微科能創(chuàng)科技有限公司為適應(yīng)航空設(shè)備用電需求，現(xiàn)推出全磚系列：5KW電流浪涌抑制器、 2KW DC/DC高壓電源產(chǎn)品和1.5KW、2.2KW三相有源功率因素校正模塊，及定制7KW三相有源功率因素校正模塊。全磚及定制方案具有：高可靠性，高功率密度，高效率。全數(shù)字化控制，魯棒性強等特點。
電流浪涌抑制器
WAS5000-270SP
（119×63.1×12.7,單位:mm）
（1）本產(chǎn)品應(yīng)用在發(fā)電機帶大動態(tài)負載（負載電流波動量占發(fā)電機額定容量20%以上：如T/R組件等負載）的工況下，實時提供與動態(tài)負載波動電流相反的電流以中和發(fā)電機側(cè)電流的波動，起到電流浪涌抑制的功能，使發(fā)電機輸出電流中高頻諧波含量（400Hz以上）大幅減少，以降低發(fā)電機繞組電流諧波、穩(wěn)定直流母線電壓。
（2）全數(shù)字化控制，具有過壓、過流和過溫保護、輸出并聯(lián)均流等功能，產(chǎn)品一致性好。
（3）采用屏蔽層的設(shè)計，具備更優(yōu)異的EMC性能。
（4）具備軟啟動功能。
（5）具備CAN通訊總線，可更好的實現(xiàn)監(jiān)控。
（6）應(yīng)用靈活可接于負載側(cè)或者源側(cè)（發(fā)電機輸出的270V側(cè)），可工作于自主模式或協(xié)同模式，可靠性高，損壞可自行退出，不影響原電力系統(tǒng)工作。
展開 熱仿真在航空器電子設(shè)備高空散熱方面的應(yīng)用
（轉(zhuǎn)）
熱仿真幫助航空器電子設(shè)備在50,000英尺的高空實現(xiàn)散熱
Hybricon Inc.的高級工程師Michael Palis接受了來自一個國防部門的客戶的挑戰(zhàn)，該客戶要求其幫助他們對一個功率散耗約200瓦的ATR機箱進行散熱，使該設(shè)備能夠在50,000英尺的高空運行。Palis使用熱仿真評估了一系列的設(shè)計方案，重點關(guān)注散熱片的設(shè)計和風(fēng)扇在高空中的性能。仿真幫助確定了幾種可以達到客戶的苛刻要求的備選設(shè)計方案。基于Palis的推薦，國防客戶建立了系統(tǒng)，性能幾乎與仿真預(yù)測結(jié)果完全一致。
幾十年前ATR系統(tǒng)的功率散耗通常為50至60瓦，而今則高達200瓦，這極大的增加了熱管理挑戰(zhàn)的難度。這樣的難度系數(shù)在高空條件下更大。50,000英尺高空的空氣密度僅相當(dāng)于海平面空氣密度的1/8，意味著如果在這樣的高空對設(shè)備散熱，要達到與海平面條件下同樣的散熱效果，就必須將空氣的體積流量乘以系數(shù)8。
“我們采用了各種方法來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，包括手算和流體仿真建模。不過到目前為止最有效的還是Flotherm，就是我們的熱仿真工具。”Hybricon Inc.的高級仿真工程師Michael Palis 說，“Flotherm為我們設(shè)計的全過程提供了詳盡的壓力、溫度及氣流的圖形信息分析，使我們能深切的知道該如何改進設(shè)計。”
Palis利用Flotherm的參數(shù)化設(shè)計功能幫助優(yōu)化散熱片設(shè)計。他通過設(shè)定軟件來變換風(fēng)扇的數(shù)量和厚度。隨后Flotherm軟件在設(shè)定的變化范圍內(nèi)自動進行優(yōu)化設(shè)計，全面仿真機箱內(nèi)的流體速度和溫度。結(jié)果表明當(dāng)風(fēng)扇數(shù)量為21個時設(shè)計達到最優(yōu)化。
仿真結(jié)果顯示優(yōu)化的散熱片設(shè)計能夠符合35,000英尺高空的溫度要求，但達不到50,000英尺高空的要求。Palis將這一結(jié)果告訴客戶。
展開 案例分享 | 為航空電子設(shè)備外殼仿真節(jié)省60％的時間
制造和供應(yīng)航空航天組件和零部件，例如，飛機機身段、乘客地板、駕駛艙、尾錐、風(fēng)扇罩、舷梯、貨艙門、滑蓋、水平穩(wěn)定器、直升機機身、直升機機尾和直升機后機身。
公司的專業(yè)領(lǐng)域包括工程、設(shè)計、配置管理、減輕重量和應(yīng)力、材料和工藝、鈑金加工、工業(yè)工程、制造和復(fù)合零件生產(chǎn)。
看飛機的航空電子設(shè)備底盤散熱器悄然發(fā)生的變化
圖：一組歧管相互連接的熱交換器的透視圖，該歧管用于航空電子設(shè)備底盤。
圖：熱交換器的多組流動通道的格子單元體的透視圖。
圖：晶格電池體的一組流動通道的一部分的示意圖，具有雙曲線形狀。
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，Unison Industries所開發(fā)的這款熱交換器是設(shè)置在飛機的航空電子設(shè)備底盤中。不過其設(shè)計原理理論上可以在任何需要或利用熱交換器或?qū)α鳠醾鬟f的環(huán)境中具有普遍適用性，例如在飛機的渦輪發(fā)動機內(nèi)。此外，還可以拓展到非飛機的應(yīng)用領(lǐng)域，以及其他移動應(yīng)用和非移動工業(yè)，商業(yè)和住宅應(yīng)用。
其設(shè)計的核心理念是通過復(fù)雜的幾何形狀提供了多達50％或更多的散熱效率。此外，雙曲線，分叉和相互纏繞的幾何形狀提供更大的傳熱系數(shù)，不僅改善了熱交換器的效率，同時使壓力損失最小化并改善了傳熱系數(shù)。
無疑，3D打印是實現(xiàn)復(fù)雜形狀制造的絕佳技術(shù)。熱交換器可以通過增材制造來制造，例如直接金屬激光熔融技術(shù)或直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)。通過增材制造可以快速準(zhǔn)確地制造設(shè)計中的阻擋結(jié)構(gòu)。此外，可以將阻塞結(jié)構(gòu)圖案化為與特定熱交換器組件所需的一樣大或小。
類似地，通道的非水平取向可以在增材制造期間提供有效的粉末排空，并且可以最大化構(gòu)造質(zhì)量和最小化表面粗糙度。除此之外，還可以改善強度，格子結(jié)構(gòu)或準(zhǔn)格子結(jié)構(gòu)在熱交換器內(nèi)提供了改進的強度。另外，具有正交定向的多組分叉流動通道也為熱交換器提供了改進的結(jié)構(gòu)完整性。
來源：3D科學(xué)谷
展開 2007航空電子設(shè)備維修研討會（AMC）第58屆年會
時間：2007年4月2日~5日
地點：美國亞利桑那州菲尼克斯市Hyatt Regency Phoenix
主辦單位：Honeywell
AMC會議簡介：
AMC是航空電子設(shè)備維修研討會的簡稱，它由Aeronautical Radio, Inc. (ARINC)公司主辦，是航空運輸產(chǎn)業(yè)的一件盛事。AMC的目標(biāo)是通過交流技術(shù)信息提高航空電子設(shè)備地維修和保障技術(shù)，進而提高其可靠性、降低其維修費用。
2007 AMC征文通知：
AMC指導(dǎo)組將于2006年10月初開會討論AMC2007年會事宜，技術(shù)類文獻主題將在該會上審查。如果你希望自己的主題成為會議主題之一，請將你希望討論的題目和大綱寄給Samuel.Buckwalter。其截止日期為：2006年9月27日。AMC論文要求在線提交，論文格式可從網(wǎng)站下載。
重要日期：
論文提交截至日期: 2007年1月11日
AMC程序郵件通知日期： 2007年2月16日
Volare獎提名截止日期： 2007年2月19日
旅館預(yù)訂截至日期： 2007年3月10日
AMC最終程序郵件通知日期：2007年3月16日
網(wǎng)址：http://www.arinc.com/amc/upcoming/index.html
展開 漢航（北京）科技有限公司-西工大航空學(xué)院“結(jié)構(gòu)動力學(xué)聯(lián)合實驗室”揭牌和設(shè)備捐贈儀式成功舉行
2024年7月12日，“西工大航空學(xué)院-漢航（北京）科技有限公司結(jié)構(gòu)動力學(xué)聯(lián)合實驗室”揭牌和設(shè)備捐贈儀式在西北工業(yè)大學(xué)友誼校區(qū)成功舉行。漢航公司聯(lián)合創(chuàng)始人李帥、西安代表處羅佳行，西工大航空學(xué)院黨委書記于輝，副院長李斌，結(jié)構(gòu)動力學(xué)與控制研究所所長楊智春等教師代表和研究生代表出席會議。揭牌和設(shè)備捐贈儀式由李斌主持。
于輝代表航空學(xué)院致歡迎辭，對出席參加聯(lián)合實驗室簽約揭牌儀式的各位領(lǐng)導(dǎo)、專家表示歡迎。他指出，西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院與漢航（北京）科技有限公司長期務(wù)實合作、攜手共進，共同致力于結(jié)構(gòu)動力學(xué)領(lǐng)域國產(chǎn)自主測試系統(tǒng)的開發(fā)，正當(dāng)其時；感謝漢航公司捐贈儀器設(shè)備，并設(shè)立論文獎學(xué)金，支持西北工業(yè)大學(xué)的教學(xué)科研事業(yè)發(fā)展；希望雙方進一步秉持互利共贏的理念，對接國家需求，進一步深入開展科研合作和人才聯(lián)合培養(yǎng)，推進航空領(lǐng)域結(jié)構(gòu)動力學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，為相關(guān)領(lǐng)域先進測試系統(tǒng)開發(fā)的自立自強貢獻應(yīng)有的力量。
李帥介紹了漢航公司的發(fā)展現(xiàn)狀和目標(biāo)。漢航公司致力于研發(fā)世界一流的力學(xué)、聲學(xué)、電子、光學(xué)測試和分析工業(yè)軟件及儀器平臺，努力創(chuàng)建世界一流工業(yè)軟件和儀器企業(yè)，立志成為中國結(jié)構(gòu)動力學(xué)工業(yè)軟件和儀器的脊梁。聯(lián)合實驗室將為師生提供一流的研究設(shè)施和資源，為雙方的科學(xué)家、工程師和學(xué)生提供合作交流的平臺，并推動研究成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。通過這種合作，西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院和漢航將進一步提升航空結(jié)構(gòu)動力學(xué)領(lǐng)域的研究能力和創(chuàng)新水平，期望為中國航空事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。
會議過程中李斌、李帥共同為聯(lián)合實驗室簽約，于輝、李帥為聯(lián)合實驗室揭牌，楊智春代表聯(lián)合實驗室接受儀器捐贈。隨后聯(lián)合實驗室開展技術(shù)交流座談，相關(guān)專家圍繞航空技術(shù)領(lǐng)域未來布局與方向展開深入交流研討，并共同為聯(lián)合實驗室的發(fā)展出謀劃策。
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