熱流體系統仿真的案例
Flowmaster 汽車熱流體系統仿真方面的應用
以此為基礎，可以仿真暖起、怠速、正常運轉以及加載等不同工況，精確預測壓力、流量、溫度和其它性能參數。
Flowmaster V7汽車版元件庫
V7汽車版在Flowmaster V7通用版標準流體及熱元件庫的基礎上，為用戶定制了種類豐富的汽車工業專用元件庫。汽車版系統模型可以進行穩態和瞬態，可壓縮和不可壓縮流體的計算，達到精確預知系統性能的目的。同時，它也可以用來優化元部件的尺寸，了解元部件改變對整個系統的影響。
汽車工業的前后處理工具
◆ 快捷的數據轉換
針對試驗獲得的數據，比如壓降隨流量的變化、換熱器相關數據等，內置了無量綱參數轉換功能，從而可直接應用于軟件模擬，無需采用第三方工具。
◆ 頻域分析
可獲得液壓系統的頻譜與能譜結果，方便工程師對設計進行分析、評價與優化。
成功應用案例及用戶
德國寶馬（BMW）汽車公司使用Flowmaster對燃油供給系統、柴油噴射系統、曲軸箱通風系統進行了設計與仿真。此外，對水套冷卻系統利用Flowmaster與Fluent進行了聯合計算。
康明斯（Cummins）使用Flowmaster設計工業柴油機冷卻系統，結果表明計算結果和實驗結果吻合良好。
Caterpillar Defence Products在Flowmaster的幫助下十分有競爭力的爭取到了數百萬英鎊的合同，為英國陸軍提供戰斗工程車方案。
國內具有領導地位的汽車企業與研究機構均選用Flowmaster作為流體系統設計工具，典型用戶包括：上汽、東風汽車、奇瑞、長安汽車、玉柴、北方車輛研究所、清華汽車研究所、長春一汽研究所、康明斯發動機研究中心、北方發動機研究所等。
展開 新能源汽車動力電池熱管理熱流體仿真案列分析
圖3 簡化前模組
圖4 簡化后模組
對于流場仿真：在處理幾何模型時，應保留所有管道的內徑和液冷板內流道尺寸不變，對管路彎曲、管道變徑、局部彎頭等細節特征保留，水管要做到不扭曲，彎角過度平滑，同時保證簡化后接頭裝配良好，對管路、接頭、冷板的外部可進行適度的簡化以減少網格量。
對于熱仿真：模型中的線束、掛耳、螺絲螺套、銅排、bms管理部件等對熱管理系統影響較小，可舍棄；對于熱管理系統影響較大的零件幾何特征可以適當簡化，如倒角結構、結構對齊等。
簡化完成后，檢查整個模型是否有干涉和其他問題，如有問題，可用ANSYS-SCDM軟件對其進行修復，如無問題，可利用SCDM對模型進行流體域的抽取。
二、 熱管理設計
為了使動力電池保持在合理的溫度范圍內工作，電池包必須擁有科學和高效的熱管理系統。主要如下幾項主要功能：
(1)電池溫度的準確測量和監控；
(2)電池組溫度過高時的有效散熱和通風；
(3)低溫條件下的快速加熱，使電池組能夠正常工作；
(4)保證電池組溫度場的均勻分布。
電池熱管理系統設計的主要目標是：在考慮空間布置、設計成本、輕量化等條件下，通過加熱或冷卻控制，保證電池系統工作在相對適宜的工作溫度，同時減小單體間溫度，保證一致性。熱管理系統設計結構圖如下：
圖5 熱管理系統設計結構圖
三、 仿真分析
鋰電池Pack設計中往往會借助熱流體仿真分析來輔助工程師完成pack熱管理系統設計，在熱管理系統設計階段，可對Pack、模組或電池進行熱場仿真分析，根據仿真結果快速地選擇出冷卻、加熱和保溫方式；在冷卻子系統設計階段，可以對Pack、模組或電池（帶冷卻子系統）進行熱場和流場仿真分析，根據仿真結果確定冷卻通道設計、冷卻介質、冷卻入口溫度和流量以及風扇或泵的參數等。
展開 LMS Imagine.Lab AMESim 工業熱流體系統解決方案
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part6.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part1.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part2.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part3.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part4.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part5.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part6.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part1.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part2.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part3.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part4.rar
AMESim_Solution_for_工業熱流體.part5.rar
LMS, 30年的工程創新
? 擁有全球工程創新的伙伴
… 超過100.000研發工程師分布在5000個制造企業
? 在歐洲，美國和亞洲擁有30多個辦事處
? … 超過1000名專業人才
? 在行業中投入研發和工程創新的力度最大
? … 30 %的預算用于研發
? 很強的財務增長記錄
… 在過去的30年中平均增長超過兩位數
全球唯一能提供工程咨詢服務，虛擬仿真和實物原型測試
方案的專業技術公司
? 擁有全球工程創新的伙伴
… 超過100.000研發工程師分布在5000個制造企業
? 在歐洲，美國和亞洲擁有30多個辦事處
? … 超過1000名專業人才
? 在行業中投入研發和工程創新的力度最大
? … 30 %的預算用于研發
? 很強的財務增長記錄
… 在過去的30年中平均增長超過兩位數
展開 簡單明白的寫了Flowmaster在 汽車熱流體系統仿真方面的應用，很推薦
【新聞】AICFD — 智能熱流體仿真軟件，正式發布！
AICFD是由南京天洑軟件有限公司自主研發的一套通用的智能熱流體仿真軟件，它實現對流動及傳熱的快速智能仿真。其功能可分為模型導入、網格自動快速生成、快速仿真、結果可視化和后處理、智能加速五大部分，涵蓋了從幾何模型到仿真結果的完整仿真分析流程。通過現代化的圖形界面結合數值仿真和智能加速算法，AICFD向用戶提供了易用的智能熱流體仿真功能。AICFD作為一款通用的熱流體仿真軟件，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，較大程度地提高產品的開發效率。
功能特色
（1） 一鍵式仿真
市場上已有的商用仿真軟件絕大多數操作復雜、學習時間長，主要面向仿真人員，而對設計人員并不友好。AICFD提供了圖形化和一體化的仿真流程，用戶只需通過對必要參數的基本設置即可自動完成網格生成、計算、后處理等復雜的一體化仿真流程，對設計人員非常友好。
圖1 一鍵式仿真計算流程
（2）面向工業設計的流體仿真功能
AICFD提供了工業設計中常用的流體仿真功能，流動類型包括單相不可壓縮流動、單相可壓縮流動（支持亞音速、跨音速和超音速流動）、傳熱、多相流等，它支持多區域的流動和傳熱模擬，使得其可應用于復雜工業流動如葉輪機械和換熱器內的流動和傳熱仿真。AICFD提供多種穩健的數值格式和邊界條件以及常用的物理模型，它為能源動力、船舶海洋、航空航天和汽車等領域的設計人員提供了一個通用的熱流體仿真手段。
圖2 豐富的流體仿真功能
（3）快速智能仿真和實時仿真
目前商用仿真軟件的仿真時間較長，通常需要幾小時，幾天甚至幾周的時間。AICFD采用人工智能技術等方法加速仿真計算，可以實現秒級仿真，大大提高了仿真效率。對于特定模型的仿真，通過仿真技術和人工智能技術的深度結合實現實時仿真。
展開 系統仿真軟件AMESim熱管理模塊學習：熱管理基礎
這期和大家一起學習下Amesim在熱管理領域的建模基礎知識，其實對于軟件的學習，知道軟件基本的操作和流程之后，就是對照著實例去學習，有問題先查資料和看help文檔，實在不會的上論壇百度等搜索，再搞不定的就去請教用過或者會的人，這樣的效率是最高的，誠然，從基礎到精通，現在不適合像學生時代一樣先搭建總體的框架再一個個功能去學習，那樣太枯燥并且比較慢，每個人都有適合自己的學習方法，僅供列位參考！
一、基礎回顧
我們回顧一下之前學習的仿真流程：
從左到右分別是：
1）草圖模式：簡而言之就是類似于Simulink一樣，搭建系統的組件，俗稱搭積木，模型要搭建完整，所有端口必須連接；
2）子模型模式：目的是給每個元件分配不同的數學方程，方便后面解算使用（不知道可以看help以及可以選擇最簡化一鍵配置）；
3）參數模式：對于數學方程的參數和元件參數進行設定；
4）仿真模式：選擇求解器，仿真時間和采樣頻率。
二、熱管理基礎知識
Amesim中與熱相關的庫
Pneumatic：氣體相關庫，對流等等
Thermal：固體相關，熱傳導，熱輻射等
Thermal Hydraulic：流體相關，流體固體對流換熱
2. 基本理論
對于Thermal庫中，基本元件分類如下所示：
傳感器可以獲得熱源，熱計算用來計算換熱和熱輻射、熱對流等，濕空氣屬性對于乘員倉計算需要用到。
如上圖，每一個元件的接口代表了和外界的特性、屬性接口，比如上圖，對于熱容模塊，熱容僅僅代表了一個溫度狀態，是計算溫度反應材料屬性和溫度的變化。對于換熱的三種方式，前提條件是具備溫差才能進行換熱。熱傳導模塊的輸入是溫度，輸出是熱量，對于端口1和2是剛好相反：
其他模塊同理，在使用時候一定要注意輸入和輸出是什么。
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
3、基于液體熱管理系統仿真分析
3.1、液體熱管理系統流場仿真分析
使用CFD軟件對液體熱管理系統流場進行仿真分析，當冷卻液流量為12L/min時，系統冷板及管路的仿真壓力云圖和速度云圖如圖3和圖4所示。分析結果表明，冷卻液進出口壓差為51kPa較為合理，整個流場流速分布均勻，符合設計要求。
3.2、快充冷卻性能仿真
設定快充冷卻過程仿真分析邊界條件及初始條件：環境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進水溫度15℃，快充倍率1.5C，發熱功率1978W，快充30min后充電倍率跳轉至0.3C，發熱功率為828W。仿真結果如圖5所示。整個充電過程最高溫度44.5℃，充電結束時，上極柱最高溫度為31℃，下極柱最低溫度為23℃，溫差8℃。
3.3放電冷卻性能仿真
設定放電冷卻過程仿真分析邊界和初始條件：環境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進水溫度15℃，放電倍率1C，發熱功率1407W。仿真結果如圖6所示。整個放電過程電池最高溫度42℃，放電結束時，上極柱最高溫度為34℃，下極柱最低溫度為25℃，溫差9℃。
3.4加熱性能仿真
設定低溫加熱過程仿真分析邊界條件：環境溫度-20℃，冷卻液流量12L/min，進水溫度35℃，當最低溫度達到15℃后停止加熱。仿真結果如圖7所示。整個過程電池最高溫度30℃，充電結束時，上極柱最高溫度為23.5℃，下極柱最低溫度為15℃，溫差8.5℃。
4、實驗驗證
4.1、實驗條件和實驗設備
(1)實驗條件(環境溫度、濕度、壓強等)實驗過程環境溫度-30～40℃，濕度30%～50%，壓強101.325kPa。
展開 技術小貼士：RecurDyn×Particleworks雙向熱流體聯合仿真
使用Particleworks 7.2或更以上版本時，用戶可使用RecurDyn FFlex（結構主體）和Particleworks MPS粒子（流體粒子）之間的雙向熱傳遞功能。
根據設定的時間步長，將Particleworks計算的熱傳遞系數（HTC）和流體粒子的溫度信息與RecurDyn的結構主體（節點）的溫度信息進行交換，并將每個溫度條件用作流體和固體熱傳遞分析的邊界條件。
RecurDyn和Particleworks通過專用接口Standard SPI以實時雙向的方式發送熱傳遞分析數據（2-way）。
利用此功能，用戶可以預測Body在流體中的冷卻及加熱狀態，以及結構體在流體中的膨脹和收縮。并且可以通過仿真來預測與流體接觸并移動的Body的熱傳遞以及相應的熱分析。
以下示例為齒輪箱內齒輪通過潤滑油冷卻的效果分析。
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
3、基于液體熱管理系統仿真分析
3.1、液體熱管理系統流場仿真分析
使用CFD軟件對液體熱管理系統流場進行仿真分析，當冷卻液流量為12L/min時，系統冷板及管路的仿真壓力云圖和速度云圖如圖3和圖4所示。分析結果表明，冷卻液進出口壓差為51kPa較為合理，整個流場流速分布均勻，符合設計要求。
3.2、快充冷卻性能仿真
設定快充冷卻過程仿真分析邊界條件及初始條件：環境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進水溫度15℃，快充倍率1.5C，發熱功率1978W，快充30min后充電倍率跳轉至0.3C，發熱功率為828W。仿真結果如圖5所示。整個充電過程最高溫度44.5℃，充電結束時，上極柱最高溫度為31℃，下極柱最低溫度為23℃，溫差8℃。
3.3放電冷卻性能仿真
設定放電冷卻過程仿真分析邊界和初始條件：環境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進水溫度15℃，放電倍率1C，發熱功率1407W。仿真結果如圖6所示。整個放電過程電池最高溫度42℃，放電結束時，上極柱最高溫度為34℃，下極柱最低溫度為25℃，溫差9℃。
3.4加熱性能仿真
設定低溫加熱過程仿真分析邊界條件：環境溫度-20℃，冷卻液流量12L/min，進水溫度35℃，當最低溫度達到15℃后停止加熱。仿真結果如圖7所示。整個過程電池最高溫度30℃，充電結束時，上極柱最高溫度為23.5℃，下極柱最低溫度為15℃，溫差8.5℃。
4、實驗驗證
4.1、實驗條件和實驗設備
(1)實驗條件(環境溫度、濕度、壓強等)實驗過程環境溫度-30～40℃，濕度30%～50%，壓強101.325kPa。
展開 智能熱流體仿真軟件AICFD 2023R2新版本功能介紹
AICFD是由天洑軟件自主研發的一款通用的智能熱流體仿真軟件，輔助工程師使用數值模型，快速、準確地模擬流體流動特征及其熱力學特性，大幅減少對物理樣機的需求，更深入地評估流體流動和散熱性能。
一、AICFD功能特色
●
一體化仿真流程：軟件具備完善的前處理、仿真求解、后處理功能，可實現從幾何導入、網格劃分、求解設定、結果后處理一體化操作流程。
● 全面的流體和傳熱求解能力：軟件的核心是具有完整知識產權、國產自主可控的通用流體仿真求解器，求解能力覆蓋單相流、共軛傳熱、多相流、氣動噪聲、燃燒、旋轉機械、熱輻射等，求解精度高，計算效率高。
●
快速智能仿真和實時仿真：軟件深度融合AI技術，亮點功能包括通過跳躍式迭代求解、大幅提升仿真效率的AI求解加速功能，以及基于歷史樣本、秒級預測三維流場的AI預測功能。
● 旋轉機械專用模塊：軟件面向旋轉機械，提供專用前處理向導、專用求解算法、專用后處理，方便用戶快速進行仿真設定和分析，并擁有多相流等深度擴展功能，可模擬空化現象。
●
電子散熱專用模塊：模塊針對電子散熱計算域多、材料多、邊界多、交界面多等設置繁瑣的問題，提供簡單快捷的前處理設置向導，并內置豐富的散熱模型，滿足封裝元件、PCB 板、系統設備和數據中心等電子產品散熱仿真設計和優化的需求。
展開 【產品】智能熱流體仿真軟件AICFD 2026R1發布
一、AICFD簡介
智能熱流體仿真軟件AICFD由天洑自主研發，在業界率先引入人工智能技術，高效解決工業級流動、傳熱、多相流、噪聲及燃燒等復雜仿真問題，為工程師提供更高效、精準、易用的流體仿真解決方案。
二、版本更新簡介
AICFD 2026R1版本更新聚焦在智能建模、AI網格、幾何模塊、旋轉機械、多相流及后處理等方面。
1、智能建模：CAE仿真智能體
AICFD 2026R1創新性地引入基于大模型的仿真智能體，用戶僅需以自然語言描述一段仿真需求，智能體即可自動解析仿真場景、推薦物理模型與邊界條件、完成求解設置。
仿真結束后，系統自動輸出結構化報告，實現“需求輸入→報告輸出”的端到端自動化。
該功能大幅簡化復雜仿真流程，降低CAE軟件使用門檻，使工程師將精力集中于產品創新而非工具操作。
2、AI智能網格
針對網格生成高度依賴人工經驗難題，AICFD 2026R1版本AI網格算法重大更新：
多域復雜場景支持：可處理包含旋轉機械、多部件裝配、復雜流道在內的多域幾何，自動識別域間交界面并生成保形、保特征的體網格，實現一鍵式全自動網格生成。
幾何保形優化：新增生成參考面功能，智能識別并保持原始幾何特征，在細小倒角、曲率劇變區域輸出高保真度邊界層網格。
AI網格監控與歷程動畫：網格生成過程實時可視化監控，并可導出網格演化歷程動畫，便于用戶評估網格質量。
3、幾何模塊全新升級
AICFD 2026R1新增從模型驗證到設計優化的一站式幾何處理工具：
幾何檢查：新增干涉檢查與水密性檢查功能，自動定位幾何缺陷，確保進入仿真環節的模型質量。
展開 
【產品】智能熱流體仿真軟件 - AICFD 2022R2版本新功能詳解
AICFD是由天洑軟件自主研發的一款通用的智能熱流體仿真軟件，可針對復雜流動和傳熱現象進行快速智能仿真，在航空航天、車輛交通、能源動力、電子電器、生物工程、船舶水利、環境工程、體育工程等領域有廣泛應用。AICFD 2022R2版本在前處理、求解器、軟件專用模塊及AI特色模塊多個方面進行了全面升級優化。
前處理升級
AICFD 2022R2版本新增了總壓入口、質量流量出口邊界條件，可應對更多、更復雜的工程問題。
邊界條件列表
新版本實現了計算域/邊界/交界面自動創建，該功能簡化了多域模型的前處理操作，如在電子散熱分析中，模型通常比較復雜，包含多個計算域以及百量級別的交界面，該功能優勢體現尤為明顯。
筆記本散熱仿真案例
求解穩定性、收斂性提升
AICFD 2022R2版本針對求解器底層算法進行了深度優化，提升了求解穩定性、收斂性，以及跨尺度求解能力。
案例. 閥門壓損分析案例
① 案例模型
閥門幾何模型
② 計算條件：入口速度：10.69m/s；靜壓出口；湍流模型：Standard k-epsilon。
③ 計算結果：
AICFD
參考
結果
中心截面速度云圖
中心截面靜壓云圖
閥門流場對比
閥門壓損統計
旋轉機械專用模塊
1. 全新前處理向導
AICFD 2022版本通過結合旋轉機械仿真設置的特點，將整個前處理流程設置模板化，一步步引導用戶操作，降低使用門檻，減少對仿真工程師CFD理論基礎的要求。
展開 CFD基礎課程系列（1）：第1章 熱流體仿真是什么？
另外，空調設備的設計和研究高層建筑周圍產生的建筑風，熱島現象時，準確掌握空氣和熱的傳遞對于營造舒適的環境非常關鍵。
這些流體和熱的傳遞現象與我們的生活息息相關，對于這些現象的理解和掌握是一個極其重要的課題。
圖1.2 流體和熱的傳遞有關的現象
1.2 熱流體仿真的優點和缺點
上一節列舉的各種現象可以通過實驗得到實際現象的數據和信息。這些信息和數據的可信度很高。但是，實驗的實施往往需要很高的費用，很長的時間以及和很大的人力。
解決這些問題的有效方法和工具是熱流體仿真軟件。熱流體仿真涉及的學科叫計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics），取英文名的第一個字母，簡稱為CFD。
利用熱流體仿真軟件，將流體和熱的傳遞在計算機上再現成為可能。近年來，隨著仿真技術和計算機性能的飛躍發展，仿真結果在實際的產品設計中得到了廣泛的應用。以下例舉了熱流體仿真的優點。
對于不同的設計，不用一一制作樣品并進行實驗來驗證設計的合理性。各種設計方案可以在計算機里進行驗證，大大縮短了開發周期和設計修改的費用。
不具備實驗條件，或者實驗測定困難的情況下，可以通過仿真得到詳細的數據。
可以直觀地顯示和說明肉眼看不清的流場狀態，如速度分布、密度分布、溫度分布、流線等等。
以下是幾個熱流體仿真的案例。
展開 線上培訓 | Cradle CFD 熱流體仿真分析基礎培訓（2天）
Cradle scSTREAM熱流分析軟件已經為電子和建筑行業服務了三十多年。該軟件不斷推陳出新，無以倫比的友好界面和高校的求解能力是該軟件的兩大特色。前處理采用結構化網格，支持曲面捕捉（CUT-CELL）；求解器采用有限體積法；后處理可創建并編輯截面、等值面、流線等對象。擁有電子散熱及建筑領域專屬的模型，電子散熱領域如Delphi模型，Gerber數據導入，PCB板快速仿真，熱瓶頸捕捉。此次培訓強調理論和軟件操作相結合，內容以scSTREAM在電子散熱的應用為主、典型工程案例、軟件練習等，歡迎報名參加！
1 培訓目標
- 了解CFD仿真流程及規范：計算域的建立原則、網格密度分布原則、零部件簡化原則、邊界條件批處理、湍流模型選擇方法、判穩準則等等CFD熱流解析中常見的規范性問題。
- 了解電子散熱中所遇現象的分析方法：輻射、自然對流、芯片Delphi模型、焦耳熱，Gerber數據應用，PCB板快速仿真，熱瓶頸診斷等。
- 了解scSTREAM的基本功能及特點。
- 能采用scSTREAM完成電子散熱的CFD分析，如模型建立、前處理、計算過程、后處理。
- 了解scSTREAM的散熱分析的工程案例。
展開 【新聞】智能熱流體仿真軟件 - AICFD 2022R1版本發布
AICFD是由天洑軟件自主研發的一款通用的智能熱流體仿真軟件，可針對復雜流動和傳熱現象進行快速智能仿真，在航空航天、車輛交通、能源動力、電子電器、生物工程、船舶水利、環境工程和體育工程等領域有廣泛應用。軟件現推出新版本2022 R1，此版本豐富了電子散熱仿真模型，增加了全新的燃燒模型和熱輻射模型，更新和豐富了軟件后處理及監控功能，并優化了智能加速、智能預測功能。
豐富電子散熱子模型
有效散熱對于電子產品的穩定運行和長期可靠性而言至關重要。隨著電子設備的小型化趨勢的持續增加，設備內流動空間被大幅壓縮，從而限制了對流散熱的范圍。傳統的CFD散熱分析已無法滿足電子產品設計行業需求，為了滿足各類工程散熱仿真需求，AICFD 2022R1在1.1版本基礎上豐富了電子散熱模型，增加子模型如下:
（1）域內風扇：用于模擬計算域內風扇模型，可選擇某計算域作為整個風扇模型，用戶也可以自定義風扇模型及其位置。
（2）PCB模型：PCB專用模型，可以設置PCB相關的多種參數：導電層覆蓋率、絕緣層穿孔大小、各層厚度等，通過計算PCB各層導熱率的方式簡化工業領域真實的印制電路板，達到近似模擬電路板傳熱的效果。
（3）
熱管：
作為電子散熱領域重要的散熱元件，具有高效的傳熱屬性，利用相變傳熱原理，達到快速傳熱的目的，此版本提供了雙熱阻模型。
（4）熱阻、熱沉：通過指定對應計算域的熱物理屬性來定義不同熱導率（包含各向異性）、比熱容的導熱介質。
展開 