熱電效應仿真的案例
.: 載流子調諧/聲子工程協同效應助力材料高熱電性能
【引言】
Bi-Te基材料在近室溫熱電領域中應用廣泛，其具有較低的帶隙。但在高溫下，其雙極效應顯著增加，進而降低塞貝克系數(S)并導致較小的ZT值。為了降低雙極效應，需要對塊體材料進行載流子調制，可通過摻雜或引入載流子濾波效應來實現。載流子濾波效應是指低能電荷載流子的選擇性濾波和增加主載流子的平均能量，使得載流子濃度相同的情況下塞貝克系數更高。盡管載流子濾波能在寬溫程內有效增強塞貝克系數，但是在界面處選擇最優材料以獲得理想的載流子濾波以及確保納米級(<50nm)過濾位點在本體內的良好分散的制造工藝仍具有一定挑戰。此外，降低雙極效應的另一種方法是增加載流子濃度，可通過摻雜Cu或Pb來實現。
【成果簡介】
近日，韓國陶瓷工程與技術研究所Weon Ho Shin研究員和首爾市立大學Sang-il Kim教授(共同通訊作者)等采用熔融紡絲(MS)和放電等離子體燒結(SPS)工藝制備了Cu摻雜Bi-Te基材料，研究了其增強熱電性能，并在Acta Mater.上發表了題為“High Thermoelectric Performance of Melt-spun CuxBi0.5Sb1.5Te3 by Synergetic Effect of Carrier Tuning and Phonon Engineering”的研究論文。研究發現，改變摻雜量可以調節熱電性能的溫度依賴性，其中最大ZT溫度可以從室溫升至450K。2% Cu摻雜的Bi0.5Sb1.5Te3在400K時達到最高ZT值1.34，應歸因于功率因子的增強和晶格熱導率的降低。
展開 基于COMOSL的熱電固耦合計算仿真 ￥400
使用的模塊是固體力學模塊，電流模塊，傳熱模塊， 是熱電固得多項耦合。模型滑輪上方存在作用力， 導軌下方固定。考慮熱接觸，電接觸滑輪左右來回滑動。電接觸采用Cooper-Mikic-Yovanocich 相關模型。
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
基于comsol的熱電+電卡制冷仿真分析
</p><p> 此次采用Comsol傳熱和電流模塊結合弛豫鐵電納米復合物的介電熵變方程來描述電卡器件的制冷仿真，上下兩端耦合熱電器件進行控溫和熱絕緣。</p><p><br></p><p>熱電+電卡制冷溫度分布動圖：</p>
</div><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%"><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202109/ab5e1eb5551e4737a5630b168bd2cba4.gif" title="動畫.gif" alt="動畫.gif" style="max-width: 760px; width: 548px; height: 388px;" width="548" height="388" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202109/ab5e1eb5551e4737a5630b168bd2cba4.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202109/ab5e1eb5551e4737a5630b168bd2cba4.gif?
展開 CFD專欄丨電池電芯熱電耦合仿真
當電流降至預定義的水平（例如，最小電流或最大 soc）時，仿真將終止。對于CP-CV，初始充電是恒定功率，一旦達到電壓限制，就會切換到恒定電壓。CP-CV 和 CC-CV模式采用相同的方式終止。
下圖顯示典型的 CC-CV 或 CP-CV 充電電流、電壓和 SoC 曲線。
在ECM選項中，用戶輸入電芯容量、開路電壓Voc、歐姆內阻、極化內阻和極化電容。
熵熱系數（ Entropic heat coefficient ）是開路電位相對于溫度的導數。它代表電芯中可逆的熱量產生。類型支持常量、線性和雙線性。
一階ECM
二階ECM
ECM參數可以是SOC的函數或者SOC加溫度的函數。
展開 
搞熱仿真離不開熱電偶
雖然畢業多年，也從事一線CAE分析工作多年，但內心深刻明白：理論公式是一套，仿真是一套，搞測試校核與反饋仿真又是另一套，三者的套路各不相同，相互獨立又互為補充，缺一不可。
咱們今天就來說一說熱仿真中測溫器件的事情。 工業中測溫測溫器件分為兩類，熱電阻和熱電偶，雖然叫法接近，但原理卻很不相同。
1、先說一下熱電阻。熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值搞熱仿真離不開熱電偶隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。
目前應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質，穩定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小；銅電阻在測溫范 圍內電阻值和溫度呈線性關系，溫度線數大，適用于無腐蝕介質，超過150易被氧化。中國最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾 種，它們的分度號分別為Pt10、Pt100、Pt1000；銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號為Cu50和Cu100。
現在電動汽車的永磁電機，廣泛應用PT1000熱電阻進行繞組的溫度檢測。 ?
2、再介紹一下熱電偶，熱電偶是溫度測量中應用最廣泛的溫度器件，它的主要特點就是測溫范圍寬，性能比較穩定，同時結構簡單，動態響應好，更能夠遠傳 4-20mA電信號，便于自動控制和集中控制。
熱電偶的測溫原理是基于熱電效應。將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中將產生熱電勢，這種現象稱為熱電效應，又稱為Seebeck效應。
閉合回路中產生的熱電勢有兩種電勢組成；溫差電勢和接觸電勢。
展開 求COMSOL熱電發電器仿真
熱電發電器
仿真實例：復材的雷擊直接效應仿真（熱仿真部分）
作者 | Wang Yuanteng
上期我們介紹了雷擊直接效應仿真電磁部分，設置了磁場、電流及歐姆損耗監視器并拿到了相應的結果。為了計算雷擊所產生的熱效應，我們將使用瞬態熱求解器Transient Thermal Solver進行計算。另外，還需考慮到熱源，下面我們具體來看是如何進行仿真的。
1.在電磁仿真工程上設置avg_ohmic_loss監視器。這里我們設定計算0-1μs的熱效應，因此設置10個起始點不同，時間長度0.1μs的監視器。
在后處理設置Thermal>thermal loss calculation
點擊開始仿真。
拿到avg_ohmic_loss仿真結果之一如下：
2.創建熱仿真，單擊Simulation Project>All Block as 3D Model，在彈出對話框輸入名稱及選擇工程和求解器類型。
3.在新工程中設置Sources and Loads>Thermal Losses，只需在Project中選中原電磁仿真工程，Source field和loss等信息自動被填寫，選擇value將我們設置的10個avg_ohmic_loss一一導入。
4.求解器設置。將Simulation duration設為1μs，假設環境溫度為-50℃（1萬米高空）。
設置激勵，勾選所有熱源，依次設置Time shift（如下），點擊signal>new signal建立hold信號，保持時間0.1μs。
選擇通過Preview可以看到不同時間在激勵不同熱源。
展開 FloEFD熱仿真分析之模型簡化（五）-熱電制冷器
FloEFD熱仿真分析之模型簡化（五）-熱電制冷器
CAE白堤
熱電制冷器
熱電制冷器（thermoelectric cooler）TEC，就像一個偏平三明治，即兩塊板夾著一個P-N結連接電路。其利用半導體材料的帕爾貼效應進行制冷或者制熱。帕爾貼效應是指當一塊N型半導體和一塊P型半導體連接成電偶時，并且在串聯的閉合回路中通以直流電流時，在其兩端的節點將分別產生吸熱和放熱現象。當然除了帕爾貼效應外，這過程中還涉及賽貝克效應、焦耳熱效應和熱傳導效應等。
冷端吸收的凈熱量：
熱電制冷器簡化
直接簡化為立方體，并設置其對應參數；
注：TEC的冷端和熱端默認不受用戶定義的邊界條件的限制；
作為軟件特殊計算處理，在計算結果中顯示為絕緣體；
尤其冷熱端的溫差必須在TEC運行范圍內；
文章作者：白堤，碩士，有限元設計圈主編，就職于國內某知名企業，主要從事熱設計仿真工作。大佬們都還在努力，更何況自己還只是個學習者。希望通過微信公眾號拋磚引玉，結交更多志同道合的朋友。仿真之路漫漫其修遠矣，我將上下而求索。
展開 網絡課 | 基于ANSYS Twin Builder 與Fluent的熱電降階仿真專題
傳統CFD仿真技術在面對多工況仿真時，任務量大，仿真工況多，計算時間長，仿真結果與項目響應時間長，通過ANSYS 降階技術，有效減少工程師在熱仿真的計算時間，加快仿真在項目開發的響應速度。
一、課程時間
5月13日（15:00-16:30）
二、收費方式
限時免費（課程價值599元）
三、適用人群
新能源行業熱管理仿真工程師
四、講師介紹
楊志冬
Ansys流體工程師
陽普科技金牌講師
碩士畢業于愛爾蘭都柏林大學，能源與動力工程專業。擔任過中航鋰電（現中創新航）熱管理仿真工程師。目前為廣州陽普智能系統科技有限公司流體工程師，熟悉新能源鋰電池熱仿真，精通ANSYS Fluent流體軟件工具應用。負責ANSYS 流體產品售前/售后技術支持及仿真項目咨詢工作。
五、課程內容
1、基于ANSYS Fluent和Twin Builder的聯合熱電耦合介紹
2、ANSYS 鋰電池降階技術
六、課程收獲
● 了解動力電池熱電耦合模型；
● 熟悉CHT熱降階模型工作流程。
點擊立即參與報名
展開 設計仿真 | 直播預告-借助CFD仿真技術高效模擬城市熱島效應
城市熱島效應頻發，對自然氣候、人類能源消耗和身心健康都有著重要影響。熱島效應的數值模擬具有現實意義，但其模擬尺度較大，影響因素復雜，涉及到對流，換熱，植被蒸騰，太陽輻射等因素，無法輕易實現。Cradle CFD 軟件因其獨特的高魯棒性像素網格和基于結構化網格的高速求解技術，能對城市熱島效應進行快速、高保真模擬仿真，并能借助CFD仿真技術高效設計建筑環境、暖通空調與潔凈系統來指導改善熱島效應。
本期海克斯康直播講堂請到了CFD仿真工程師吳昌講師，他將為大家帶來“借助CFD仿真技術高效模擬城市熱島效應”為主題的專題直播，通過對行業痛點、技術難點及具體案例的深入解析，全面闡述城市熱島效應的模擬仿真解決方案。
展開 限時 | 《從零開始學散熱——熱電冷卻器（TEC）選型設計及其Icepak和Flotherm建模仿真
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</div><p class="ql-align-justify">介紹半導體制冷片的工作原理、在電子產品熱設計中的應用方法，以及使用Ansys Icepak和Simens Flotherm對其進行仿真模擬的方法。</p><p class="ql-align-justify">Ansys Icepak中TEC的建模仿真資料非常稀少，本視頻不僅詳細描述TEC的建模方法，還詳述了仿真思想。對于理解TEC的根本工作原理，和使用非Ansys Icepak軟件建模仿真也有啟發。</p><p class="ql-align-justify">課程還演示了Flotherm建立TEC的具體操作。
展開 
求助comsol熱釋電效應仿真
我想復現一篇文章中鈮酸鋰塊材的熱釋電電勢，但是不熟悉操作，請問有人可以幫忙指導嗎？（有償
聚合物壓阻微梁的壓電耦合效應數值仿真 ￥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>數值仿真得到微梁的位移和應力分布，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 微梁應力分布云圖</strong></p><p>壓敏電阻器的電勢分布云圖，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 設計仿真 | Marc基于非局部效應Lemaitre損傷模型小結
01
概 述
對于常規的CAE失效問題，針對以不同的單元網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）總等效塑性應變，導致仿真結果隨網格尺寸變化的差異性。在模擬過程中，因局部效應引起的模型應變局部軟化將從損傷累積失效點開始，歸因于應變局部軟化，為得到精確結果而細化網格往往引起仿真的求解困難，甚至導致求解無法收斂，計算中途停止的問題。
為了避免此類數值求解問題發生，我們會使用非局部效應（不考慮局部效應）總等效塑性應變來計算損傷變量，由結構過程計算的總等效塑性應變場被轉換為非局部效應（交錯方法），意味著將局部值“擴散”為非局部值，應變擴散由長度參數控制，以這種方式，應變局部效應不受定單元網格尺寸控制，而是受“非局部長度參數”限制（這與真實材料中發生的情況類似，應變局部效應將分布在相對較小的區域上），換句話說，該分析對網格細化不敏感。
02
案例分析過程
用軸對稱單元分析開槽圓柱桿，材料為具有應變硬化的彈塑性材料。
展開 Abaqus實現有趣的多米諾骨牌效應（Domino Effect）仿真講解
Abaqus實現有趣的多米諾骨牌效應（Domino Effect）仿真講解
