輻射近場仿真的案例
Ansys HFSS整車天線布局與輻射近場仿真應用
SBR+算法是用于天線安裝性能預估的最好的射線追蹤分析工具，它聚焦電大問題，可計算輸出天線安裝后輻射方向圖、天線與天線間耦合、近遠場分布等。
圖1 天線布局仿真應用
下面以汽車后視鏡天線為例，來看看如何利用Ansys HFSS SBR+算法進行整車天線布局與輻射近場仿真評估。
仿真思路
采用HFSS全三維電磁場仿真軟件，導入汽車車體三維模型和天線模型，利用HFSS FEM和SBR+算法結合，保證計算結果精確性及高效率，仿真天線布局后的性能、及輻射近場分布情況。
仿真案例 | 芯片近場掃描模擬仿真
”
關鍵詞：HFSS，芯片，近場掃描
01
近場掃描儀
近場掃描儀是一種利用電磁場探頭對集成電路板、IC芯片等器件或整機產品電磁場測繪的工具，通過逐點測試可以得到區域內的電場、磁場大小分布圖，可用于分析電磁干擾問題；
02
HFSS建模
在HFSS中導入一個封裝基板文件，選擇其中一組差分走線添加Port；
在靠近基板上方一定距離的位置繪制一個sheet，用于后面Plot Fields（當然，這一步放在仿真結束后也可以）；
設置若干個頻點，并√ 3D Fields Save；
03
電路時域激勵
新建Circuit仿真，將HFSS工程添加至電路中，給端口加上更貼近實際的時域激勵波形；
完成Circuit+HFSS聯合仿真，得到電路時域仿真結果；
時域波形FFT得到的頻譜；
04
近場結果
在Circuit仿真結束后，即可將時域的仿真結果Push至HFSS工程中；
選中前面繪制的sheet，Create Field Plot；
以下，通過仿真得到基板上該組差分走線傳輸PRBS信號時，在芯片上方附近產生的電場分布圖；
可以看到，由于在Circuit中的激勵是由BGA向Chip傳輸
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關鍵詞：HFSS，芯片，近場掃描
01
近場掃描儀
近場掃描儀是一種利用電磁場探頭對集成電路板、IC芯片等器件或整機產品電磁場測繪的工具，通過逐點測試可以得到區域內的電場、磁場大小分布圖，可用于分析電磁干擾問題；
02
HFSS建模
在HFSS中導入一個封裝基板文件，選擇其中一組差分走線添加Port；
在靠近基板上方一定距離的位置繪制一個sheet，用于后面Plot Fields（當然，這一步放在仿真結束后也可以）；
設置若干個頻點，并√ 3D Fields Save；
03
電路時域激勵
新建Circuit仿真，將HFSS工程添加至電路中，給端口加上更貼近實際的時域激勵波形；
完成Circuit+HFSS聯合仿真，得到電路時域仿真結果；
時域波形FFT得到的頻譜；
04
近場結果
在Circuit仿真結束后，即可將時域的仿真結果Push至HFSS工程中；
選中前面繪制的sheet，Create Field Plot；
以下，通過仿真得到基板上該組差分走線傳輸PRBS信號時，在芯片上方附近產生的電場分布圖；
可以看到，由于在Circuit中的激勵是由BGA向Chip傳輸
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關鍵詞：HFSS，芯片，近場掃描
01
近場掃描儀
近場掃描儀是一種利用電磁場探頭對集成電路板、IC芯片等器件或整機產品電磁場測繪的工具，通過逐點測試可以得到區域內的電場、磁場大小分布圖，可用于分析電磁干擾問題；
02
HFSS建模
在HFSS中導入一個封裝基板文件，選擇其中一組差分走線添加Port；
在靠近基板上方一定距離的位置繪制一個sheet，用于后面Plot Fields（當然，這一步放在仿真結束后也可以）；
設置若干個頻點，并√ 3D Fields Save；
03
電路時域激勵
新建Circuit仿真，將HFSS工程添加至電路中，給端口加上更貼近實際的時域激勵波形；
完成Circuit+HFSS聯合仿真，得到電路時域仿真結果；
時域波形FFT得到的頻譜；
04
近場結果
在Circuit仿真結束后，即可將時域的仿真結果Push至HFSS工程中；
選中前面繪制的sheet，Create Field Plot；
以下，通過仿真得到基板上該組差分走線傳輸PRBS信號時，在芯片上方附近產生的電場分布圖；
可以看到，由于在Circuit中的激勵是由BGA向Chip傳輸
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基于Icepak仿真太陽輻射對儲能工商業機柜的案例（包括仿真模型和仿真步驟） ￥80
對于工商業儲能機柜，應用于戶外，需要考慮太陽輻射對散熱影響，本案例基于icepak建立仿真模型，包括詳細仿真設置步驟及仿真模型，可直接下載運行出結果。
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塔架環境下運載火箭天線耦合輻射仿真研究
對6夾層10°位置的天線進行饋電，其遠場方向圖均勻輻射，最大增益為方位角270°~300°，指向活動平臺透波口，在活動平臺兩側，方向圖凹陷較嚴重，約有12 dB的增益損失，X軸向增益最小。
對6夾層190°位置的天線進行饋電，其遠場方向圖背離活動平臺透波口，主要指向方位角60°，在活動平臺右后方(Y軸偏向X軸反方向處)，與5夾層10°天線單路饋電的方向圖特點相似。
單路天線饋電歸一化近場電場分布見圖17。
5.2 多路天線饋電仿真分析
圖18所示為多路天線同時輻射時不同高度的近場二維場強分布，可以看出，近場電場幅度平均為單路的3~4倍。輻射分布與空間高度關系不大，不同高度的輻射特點基本一致，即以天線為中心向四周空曠處輻射呈距離的三次方減弱。
6 結論
為研究新一代運載火箭無線系統的輻射分布規律，本文基于MOM-PO混合算法和天線理論，使用UG建模技術以實際塔架結構和尺寸為依據，使用Altair Hyper Works2017電磁兼容仿真平臺搭建了模擬真實測試場景的塔架-箭體電磁環境模型，通過此模型計算了塔架空間內遙測無線信號的近遠場分布情況，仿真分析的計算結果對于新型運載火箭無線系統的測試方案具有實踐指導意義。
(1) 地面接收天線適合布置在正對活動平臺透波口位置，該位置電磁輻射比較其他位置更強，有利于遙測無線信號接收；
(2) 在平臺兩側位置電磁輻射相對其他角度較弱，可以將其他頻段無線接收設備布置在此處進行無線測量；
(3) 實際測試過程中，外系統測試人員應盡量避免在天線附近(距天線5~10 m)電磁輻射較強的位置處作業，以免干擾無線信號的正常穩定接收；
(4) 本文考慮了多信號源的復雜電磁環境，繪制的箭上耦合天線方向圖可提升地面仿真的覆蓋性，豐富了相關技術文件，可為測試人員提供參考。
展開 【AICFD案例操作】冷熱板輻射仿真分析
圖5-3 溫度云圖
② 輻射云圖
單擊菜單欄 后處理> 云圖，選取位置域和變量參數輻射強度，設置等級參數256，點擊應用，讀取冷熱板區域輻射強度云圖。
圖5-4 輻射云圖
水下聲輻射機理與仿真分析
4.4 流激勵結構振動輻射聲仿真
從多物理場仿真的角度來說，艦船的流激勵結構振動輻射聲仿真只是將振動輻射聲中的激勵力換成由流場CFD獲得的脈動力，而且該脈動力具有遷移性特征。本文中的脈動力通過時域激勵力互功率譜來表征該激勵力特性。結構振動仿真在前面章節中已經講過了，就是利用結構有限元軟件進行干模態計算，并導入聲學軟件Simcenter中，采用邊界元將結構干模態與聲場進行耦合計算獲得結構的濕模態。聲輻射計算在輻射表面振動信息已知的情況下，就是通過聲學邊界元或有限元來進行求解。
4.5 其他全頻段噪聲仿真
經過對推進器噪聲的產生機理進行梳理之后，結合工程實際我們不難發現，唱音和空化噪聲的聲仿真幾乎是無法精確實現的。而其它的噪聲機理都可以用前面章節中介紹的方法來進行仿真。
唱音的仿真難點在于很難定義入流邊界，而且與結構的制造工藝有關（同一型號的槳，工況一致，其中就有一兩條槳發生唱音）。然而，通過對流場仿真和槳葉結構仿真以及唱音的機理分析可以有效地預防唱音的發生。
空化噪聲仿真難點在于：1、聲源為非穩態聲源，且只具有統計規律；2、聲源頻率高達10kHz，聲源尺度為幾毫米，將給聲仿真計算量巨大；最重要一點，CFD計算無法較精確的定量計算出聲源。在這些認知基礎上，本方案尋求一些定性的仿真方法，如CFD+虛擬面FW-H方法和CFD+經驗公式法。
·CFD+虛擬面FW-H方法
·CFD+經驗公式法
根據單個空泡的噪聲特性研究，空化的輻射聲功率是每個氣泡輻射的平均能量于每秒氣泡崩潰數目的乘積。由于每次崩潰輻射的能量正比于崩潰壓力與最大氣泡體積的乘積。因此，輻射功率正比于單位時間所產生的全部空化體積，即
測量獲得的空化頻譜圖是在峰值前約9dB倍頻增加，峰值后約6dB倍頻降低。
展開 車燈仿真專題 | 基于ANSYS HFSS的CISPER25汽車前照燈PCB傳導輻射仿真分析
接著嘗試添加扼流電感線圈，發現傳導輻射滿足了標準，如下圖所示。
五、小結
通過ANSYS HFSS搭建的CISPER25測試環境提前對待測PCB的傳導輻射進行仿真，一方面可以識別了EMC問題，找到超標的頻點，為我們在整機送測認證前問題的解決整改爭取了寶貴的時間，同時針對PCB EMC整改不再是盲目添加保護器件和電路，而是針對問題形成的原因有的放矢，直接在軟件中仿真中得到整改措施的改善效果，以實現最少的改動達到最大程度改善效果，為PCB電磁兼容問題的定位和改進提供參考。
文章來源
：新科益工程仿真中心
展開 一汽奔騰 | 電動汽車高壓系統電磁輻射發射的建模與仿真
其 中 ，在 接 近 7 MHz、 17 MHz 等處的峰值預測明顯，證明了多端口等效方法 在整車輻射發射預測中的有效性；由圖 6b 可得，右側電 場天線在 17 MHz 的頻點處具有較高的輻射超標風險， 因此后續將針對右側天線進行終掃描仿真以及測試。
同樣分析可得，在圖 7a 中，不同磁場天線所接收的 磁場強度曲線總體趨勢一致，大小有所差別；將圖 7a 與 圖 7b 對比可得，仿真與實測場強整體趨勢較為一致，在 17 MHz 處的峰值預測明顯，證明了該預測方法在輻射發射仿真中應用的有效性；由圖 7b 可得，確定右側磁場 天線具有最大的輻射面，后續將針對右側天線進行終掃 描仿真以及測試。
已知在車速為 40 km/h 的預掃描測量結果中，車輛 右側為最大發射方向，因此在車速為 16 km/h 和 70 km/h 的終掃描中，只進行右側天線的電磁場掃描和仿真。
4.2整車輻射發射終掃描仿真計算
根據 GB/T 18387—2017 中的試驗流程，將多端口 網絡方法應用于整車輻射發射的終掃描仿真計算中。 在車速為 16 km/h 以及 70 km/h 時，分別實車采集高壓系 統干擾件端口的電流，基于多端口網絡方法進行整車高 壓系統輻射發射預測，并進行右側電場和磁場天線仿真 與實測場強對比，結果分別如圖 8、圖 9 所示。
從圖 8 中可看出，仿真與實測電場結果整體趨勢較 為吻合，峰值預測較為明顯，由此說明，多端口網絡方法 對于整車 EMC 預測有效，該方法在整車開發階段應用， 可在一定程度上降低輻射發射超標風險。
展開 ANSYS輻射仿真模擬
引言：
輻射傳熱過程是是借助于電磁波的能量傳播過程，是由物體內部微觀粒子在運動狀態改變時所激發出來的。由于輻射傳熱引起的熱流與物體表面熱力學溫度的4次方成正比，因此輻射傳熱分析是高度非線性的。借助于溫度場數值模擬仿真技術，可以了解研究熱輻射規律，對于爐內傳熱的合理設計十分重要，對于高溫爐操作工的勞動保護也有積極意義。
本文基于大型有限元軟件ANSYS對輻射傳熱過程溫度場模擬仿真，隨著ANSYS版本不斷更新，核心技術不斷完善，其穩態瞬態熱分析、輻射熱分析、相變分析、熱應力分析和流體熱分析功能不斷強大，更能顯示其計算精度與計算速度的良好兼顧性。
1 、輻射傳熱過程溫度場模擬仿真
1.1研究對象
本文研究的同軸圓柱體尺寸如圖所示：
圖1 研究模型
1.2基本假設
在復雜的輻射傳熱過程實際條件下，抓住主要方面模擬實驗情況，做一些合理化的假設，但同時又能保證其結果的準確性。本文做如下假設：
1）由于兩個圓柱體足夠長，將問題簡化為平面問題；
2）考慮到整個輻射傳熱過程為封閉系統，不需設置空間節點。
1.3初始條件
假設圓柱體是瞬時傳熱的。圓柱體為已知初始均勻溫度場，即:
T(x,y,z,t=0)=T
T為圓柱體溫度，即100°C.
1.4 邊界條件
傳熱是在圓柱體內徑行的的，所以把外圓柱體當做邊界條件。
外圓柱體的初始溫度:100°C
輻射率:1
兩圓柱體的輻射傳熱用Newton冷卻定律描述:
式中:α為對流換熱系數，α=65 W/m2·℃;Tf為液態金屬的特征溫度;Tw為砂型邊界溫度。
輻射傳熱后，兩圓柱體之間的導熱主要以不穩定導熱方式進行。
展開 
Star-ccm＋太陽輻射的仿真模擬 百度云下載
1，問題描述
在我們計算暖通，以及室外高溫工況的一些仿真時，太陽輻射是不可忽略，這次和大家分享一下太陽輻射的仿真方式。按照慣例，我們還是進行starccm和fluent的求解對比。由于網上關于fluent的太陽輻射案例較多，starccm卻寥寥無幾，所以本次我們先說starccm的太陽輻射仿真過程。
2，模型建立
建立一個如下的模型，有進出風口流過箱體內部，箱體右側有一個玻璃窗口接受太陽輻射（為了比較設置其余地方無太陽輻射），設置好后轉出成X-t的格式，這個格式在staraccm中容錯率比stp好。
3，網格劃分
在starccm中先進行壓印操作，保證不同零部件接觸面的網格正常，且可以進行能量信息交換。然后直接設置網格尺寸。本文只要討論太陽輻射的求解，網格就不詳細討論。
4，求解設置
4.1 先進行物理連續體選擇。
模型有三個實體，空氣域(air)，外箱體(al)，玻璃窗戶(glass)。我們定義只有玻璃窗戶位置接受太陽輻射，其他位置絕熱。三者模型選擇如下，
這里對玻璃模型的兩個參數需要進行單獨設置：一個是熱環境（就是目前模型所處的實際環境溫度），一個是太陽能負載計算器
這里重點聊一下太陽能計算器，他是一個對于選定的日期、時間和地理位置，可以計算太陽高度和方位角，以及相應的太陽直射和漫射通量得計算器。需要注意的是經緯度采用(東北為正，西南為負的)，時區是東為正，西為負。本次我們就假定是杭州6月15日下午2點10分的環境工況。
展開 揚聲器有效輻射面積Sd的仿真探討
之前有提到揚聲器有效輻射面積Sd可以用Klippel Scanner測試得到，而且只是說用折環中間一半進行計算是不對的，尤其對微型揚聲器/高音/壓縮高音等小口徑揚聲器。 但并沒有提到具體大致的折環參與的有效輻射面積比例有多少。所以今天就探討下。
其仿真計算的原理就是將振膜整體運動移動的空氣體積△V，除以其△x，即得到振膜的等效Sd。不同頻率下的Sd是有差異的。
詳細情況可以參考——http://www.yqgqt.org.cn/content/post/303266
為計算方便，模型采用簡化版揚聲器音盆組，不帶膠水和粘接面的模型。
給音盆加載一個1mm的位移
計算就是用振動面的位移積分/位移，得到其有效輻射面積。折環參與輻射的面積超過1/2。
Cone OD
132
mm
Surround OD
164
mm
Sd*x
191.08
cm^2*mm
x
1
mm
Sd
191.08
cm^2
Efficient Diameter
155.9778
mm
Surround Efficient Sd
74.93%
需要注意的是，不同形狀折環的有效輻射面積是會有所差異的。感興趣的可以自己試試看。 數學功底好的，也可以嘗試下看能否得到比較規整折環的有效輻射面積的解析表達式。
掃頻結果如下
展開 沙灘上太陽照射及輻射仿真 ￥500
<p>本案例基于COMSOL軟件仿真了一沙灘受到太陽一天照射過程中人體及物體的溫度場變化情況，仿真結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202203/dea0d4ff4f6c48818b7ff9b0be171f02.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流</p><p><br></p>
展開 面向電子束熔融增材制造噴管熱輻射的仿真研究
而本文僅對打印腔室內處于不同打印進程的工件與打印腔室壁面之間的熱輻射進行初步模擬計算，為后期的產品設計提供一個參考依據。
計算模型設置
計算中假設打印腔體的頂部及側面與外界直接接觸的區域為室溫，底部與打印機底板接觸的區域絕熱。打印工件為恒定高溫，故模型中部矩形區域為恒定700°C。單壁面導熱模型邊界條件見圖3所示。
圖3邊界條件意圖：單壁面導熱設計
本文重點探究打印工件表面與打印腔室內表面的輻射傳熱，并依此計算底部加熱板對打印工件的傳熱以保證打印工件維持恒定高溫。分析估計打印腔體的隔熱性與腔體壁面對熱量的吸收率很大程度上影響了系統熱量的變化。本次計算考慮最終成型件對打印中及打印完成時印工件表面與打印腔室內表面的輻射傳熱的不同模型進行模擬（表格1）。
結果分析及結論
通過仿真計算分析，為了更直觀的體現隔熱材料對腔體內溫度的影響，圖4a和圖4b分別展示了當吸收率為0.1時有隔熱材料與無隔熱材料的腔體內溫度云圖。
圖4腔體內溫度云圖 a無隔熱層 b有隔熱層
根據工程判斷，打印工件向外輸出的熱量全部通過輻射形式傳出給墻面。表2計算了不同工況下打印工件表面向外輻射的熱功率。
表2工件表面總熱功率（kw）計算數據
通過表2可知，對于導熱與隔熱兩種幾何模型來說，S2S和DO模型在熱輻射計算結果來看差別不大，尤其是隔熱模型，當腔體內壁面吸收率較小時兩模型之間的數值差異可忽略不計。對比導熱模型（單層壁面）和隔熱模型（雙層壁面）的工件表面輻射功率可知，隔熱層的應用會大幅度減小系統內的熱量散失。另外，工件表面向外部環境輻射的總功率隨內壁面對熱量吸收率的減小而減小，即工件向外輻射能量隨壁面反射率增大而減小。
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