流體散熱仿真的案例
線下培訓 | Cradle CFD通用流體及散熱＆Actran汽車聲學內飾NVH仿真培訓
培訓課程：
培訓時間：4月17日-18日
培訓地點：青島市海克斯康智慧產業園高新區華貫路885號
適用人群：工程技術、研究機構和高校等初次接觸Cradle軟件且對CFD仿真應用有興趣的人。
培訓目標：
?了解CFD仿真流程及規范：計算域的建立原則、分析條件設置、網格劃分原則、模型簡化原則等CFD解析中常見的規范性問題；
?能采用scFLOW和scSTREAM完成通用流體以及散熱分析，如模型建立、前處理、計算過程、后處理，并完成部分典型的實例操作；
?掌握通用流體及散熱仿真的相關功能。
培訓費用：培訓免費，上機培訓參加請自帶電腦
培訓咨詢：沈老師 18561302360
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培訓課程：
培訓時間：4月17日-18日
培訓地點：上海市閔行區華中路6號七寶德必易園A316室
適用人群：針對汽車行業聲學內飾NVH仿真工程師、汽車行業NVH設計人員以及其他行業關注聲學材料特點及仿真技術的相關人員。
培訓目標：本次課程針對車內噪聲的NVH仿真分析進行培訓，特別是內飾車身 (Trimmed Body，簡稱TB模型) 的建模和分析關鍵技術要點進行詳細講解，以實操為基礎，結合真實案例，手把手幫您解鎖聲學內飾仿真技術。
培訓費用：培訓免費，上機培訓參加請自帶電腦
培訓咨詢： Actran聲學團隊 18500105781
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展開 積鼎流體仿真軟件VirtualFlow: 鋰電池液冷散熱數值計算
<p>電池包在運作的時候會產生大量的熱，熱會在電池包內積累，隨著車輛的使用，電池包內的部件會老化損傷，安全隱患極高，如何給電池包散熱就顯得非常重要。本文采用積鼎VirtualFlow對電芯、冷板以及冷卻液進行散熱仿真計算，分析鋰電池模組穩態散熱效果，并與Fluent軟件結果進行對比，表明VirtualFlow與Fluent計算結果的溫度偏差控制在3℃以內。</p><p><br></p><h1><strong>一、計算域與網格</strong></h1><p>固體計算域包括電芯、母排、正負極、導熱膠以及電池包外殼，流體域為液體冷卻通道。</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/3716d76182524144ac5c6023f53ee1ca.webp" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/3716d76182524144ac5c6023f53ee1ca.webp"></figure></div><p class="ql-align-center">圖1 流體域示意圖</p><p class="ql-align-center"><br></p><p>本算例中，VIrtualFlow采用笛卡爾網格，只需要如下流體域尺寸和設置加密區域，即可自動生成網格。Fluent的網格采用FluentMeshing進行劃分，為多面體網格。
展開 流體散熱分析
流體散熱：
熱源，10顆燈珠表面熱源：500W；
Y向風速：2m/s；
環境溫度&空氣溫度：313.2K；
實體溫度：313.2K；
實體材質：鋁；
計算結果最高處溫度：80℃
溫度（流體）和溫度流動軌跡：
三個角度截圖：
無流體的，熱力分析。發熱功率500W，熱對流系數80W/m^2*k,得出結果最高溫度73℃。
空氣溫度293 K，實體最高溫度77℃。
風速改為4m/s，實體最高溫度66℃。
實體初始溫度293K，實體最高溫度64℃。
【技術干貨】某型號天線流體散熱分析
作者：北鯤
電子電器仿真工程師，五年相關工作經驗。碩士主修CAE仿真專業，擅長振動分析以及流體散熱分析，長期從事CAE軟件以及相關理論培訓工作。
一、模型簡化
將不影響熱傳遞路徑的結構特征做適當簡化，如：小的倒角、孔、螺柱等。簡化后的模型如下圖。整體散熱路徑：點狀熱源通過熱傳導到大平面結構，另一側在熱源密集地方增加散熱翅片，同時通過風扇進行強制對流散熱
圖1模型簡化圖
二、網格劃分解析
1.風扇兩側為流體變化快速的地方、網格應進行加密劃分；
2.散熱翅片兩側流體變化也較為迅速、需要進行加密劃分；
3.散熱翅片本身翅片間至少三層網格、翅片本身保留兩層網格。
圖2風扇進出口網格圖
三、風扇以及求解設定
1.風扇設定
風扇作為標準件，可以德爾塔等工業風扇網站進行獲取，此外Icepak、Flotherm等商用軟件自帶各種庫文件。圖3為軸流風扇設定，其中PQ曲線通過外部.csv進行加載。注意單位轉換。
圖三、軸流風扇設定
2.求解設定
(1)湍流模型設定
依據雷諾數、貝克萊數進行流態判定，一般軟件會給出，查看message信息。
(2)輻射模型設定
本項目選用自動設定。
(3)環境溫度設定
如圖4所示，溫度設定為55℃，同時在boundary進行設定。
(4)重力方向設定
按照實際進行設定，本項目為Z向。
(5)監測點設定
檢測邊緣發熱點，以及風扇風量。
展開 
利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布
作者在數值模擬的基礎是利CFD（Com－putationalFluid Dynamics計算流體動力學）技術對某軌道交通用發動機液壓油散熱器進行研究，力求液壓油散熱器流場分布更加合理，使散熱器具有更好的散熱效果。
數學模型由分析可知，散熱器內的流體是粘性牛頓型流體，且根據雷諾數可知為層流模型。在互不侵入的兩種流體分界面上，若不計入表面張力。則界面兩側任一點流體的速度和溫度應相等。即：V3流場分析利用ANSYS程序進行流場分析的主要步驟：（1）建立模型，確定問題區域；（2）確定流體的初始條件；（3）生成網格；（4）確定邊界條件；（5）設置分析參數；（6）求解。此處利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布，選擇單一流體進行流場分析。建立模型采用ANASYS公司的ICEMCFD軟件建立散熱器二維模型。并對入口、出口、壁面、流體分布區域進行初步定義。劃分網格采用四邊形網格對其進行網格劃分，在壁面邊界參數較大處對網格進行適當加密。模型設置由于本模型為小雷諾數模型，故選擇層流模式。定義邊界條件在散熱器入口處定義流體的密度及初始速度，設置壁面為無滑移壁面，設置散熱器出口為自由出口（outflow），定義流場區域。初始化與計算定義松弛因子及其他參數，初始化流場，定義收斂條件，并建立流動的流場，進行計算。
展開 伏圖-電子散熱模塊介紹和路由器自然散熱仿真應用
jishulink" rel="noopener noreferrer" target="_blank">【第12期】伏圖(Simdroid)電子散熱模塊介紹和路由器自然散熱仿真應用 - Simapps Store - 工業仿真APP商店</a></p><p><strong>系列直播回放：</strong><a href="https://www.simapps.com/v/225936.html?jishulink" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>“仿真APP賦能千行百業”系列直播-合集 - Simapps Store - 工業仿真APP商店</strong></a></p>
展開 盒式自然散熱產品散熱設計和熱仿真方法 ￥29.9
對于室內封閉的盒式自然散熱產品，熱量終歸要全部通過外殼散失到空氣中去。目前絕大多數電子產品，仍然采用自然散熱設計。本文檔以一個盒式設備為例，從需求分析，到中間各環節的散熱方案改進做了詳細闡述，并列示了這類產品熱仿真設置關鍵注意事項。
文檔還論述了一種新型散熱方案的巨大優勢。
讓電子散熱仿真更高效，更簡單：幾分鐘完成機箱散熱前處理
從2000年碩士期間開始，一直從事CFD數值仿真，從自主開發程序到商業軟件，對CFD數值模擬具有豐富經驗。在日期間一直從事流體仿真工作，從汽車發動機燃燒，燃料電池數值模擬，電子散熱到化工，原子能等領域承接過大型CFD工程項目以及技術支持，積累了豐富的工程經驗，與汽車領域的豐田，本田，日產，以及其他領域的住友化學，新日本石油，三菱，松下等大型客戶進行過技術支持以及咨詢項目。
流體仿真計算、結構強度計算、ANSYS有限元分析，仿真分析培訓，流體、結構類輔材供應
業務方向：流體仿真計算、結構強度計算、ANSYS有限元分析，仿真分析培訓，流體、結構類輔材供應。
聯系電話：王經理 15900979745
設計仿真 | 直播預告-電池熱失控仿真與電力電子散熱仿真解決方案
?研究使用風扇、散熱器、水套等的有效冷卻方法。
?用冷卻效率評估水套中的壓力損失考慮變速箱和變速器的熱效應。
通過逆變器的仿真分析案例介紹Cradle CFD的電力電子的快速熱仿真分析解決方案。
仿真應用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識別與簡化
ANSYS Icepak 作為一款專門用于電子產品散熱分析的仿真軟件，集幾何建模、網格生成、求解和后處理于一體。在封裝、組件、板和系統級的熱分析領域獲得日益廣泛的關注。
ANSYS Icepak 的幾何建模包括自建模型和模型導入兩種方式，其中模型導入更為常用，即將CAD模型進行轉化處理后導入 ANSYS Icepak 軟件。本文主要介紹以 ANSYS SCDM 為基礎的 ANSYS Icepak 模型導入及其處理方式，
包括模型識別與模型轉化。
模型識別是指將 CAD 模型轉為 ANSYS Icepak 認可的三維模型，并進行適當的幾何處理，刪除產品上不影響散熱或發熱的零件整體或細節特征，以及一些不必要的圓角設計，可通過ANSYS SCDM 中 Workbench 選項卡內的 Identify Objects（識別對象）進行操作。
模型簡化是指將無法直接識別或需簡化處理的 CAD 模型進行操作，使它們能夠與ANSYS Icepak 對象幾何相容。ANSYS SCDM 中的 IcePak Simplify（仿真簡化）工具用于簡化主體，其中簡化類型分別為0級、1級、2級、3級。
展開 
仿真APP應用案例——電力設備干式變壓器散熱仿真分析
因此，有效的散熱對于干式變壓器的安全穩定運行至關重要。
散熱仿真助力電力系統安全穩定
散熱仿真為干式變壓器的散熱設計與優化提供了科學、高效的手段。通過建立精確的數學模型，模擬不同工況下變壓器內部的溫度分布和熱流傳遞過程，工程師能夠深入了解變壓器的散熱特性。利用散熱仿真，可以在設計階段就對變壓器的結構、散熱方式、冷卻介質等進行優化，提前預測并解決潛在的散熱問題，避免在實際運行中出現過熱故障。同時，散熱仿真還能為運行中的干式變壓器提供實時監測和故障預警，根據環境溫度、負載變化等因素，及時調整散熱策略，保障變壓器始終處于最佳運行狀態，大大提高了電力系統的可靠性和穩定性。
電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP封裝了冷卻風扇安裝與運行參數、包封材料物性參數以及高中低壓線圈熱損耗等參數，可快速計算風冷條件、材料特性及熱損耗分布等改變的情況下對變壓器各部件換熱溫度及冷卻通道流場的影響。電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP可查看固體部件表面溫度及熱通量云圖、流場中矢量、流線圖等工程中所需的計算結果。
在線體驗此仿真APP：電力設備干式變壓器散熱仿真分析 - Simapps Store - 工業仿真APP商店
展開 電動汽車電池組散熱仿真研究
摘 要：首先使用平行布置形式、X形布置形式以及梯形布置形式圓柱電池組的排列方式，采用COMSOL建立圓柱電池模型，并設置放電發熱條件，在相同布置形式不同風速的電池組以及不同布置條件下相同風速的電池組，對其做固體和流體傳熱（ht）仿真計算，獲得不同單體排列及不同進出風口開設下的溫度云圖分布，通過分析相同布置形式的出風口溫度云圖得出風速與溫度的關系，通過橫向對比不同布置形式的電池組溫度云圖，得出最優布置形式方案。
關鍵詞：電動汽車;電池組散熱;仿真研究;
1 引言
電動汽車的散熱主要是電池組散熱，由于散熱效果直接影響電動汽車的使用，所以動力電池組設計作為電動汽車三電系統設計是極為重要的，在有限的車體安裝空間中設計合理的電池組排列方式以及最佳的熱管理方案[1]。本文通過建立溫度場模型，對電池組模型進行二維仿真，雖然對模型有部分簡化，但還是可以分析出在不同布置形勢下的散熱效果，可以在使用中選擇圓柱電池的最優排布方式，提出降低電池組溫度的方法，可以在實際使用中用此方法延長電池組的壽命。
2 圓柱電池組溫度場建模與仿真條件
2.1 電池組二維模型建立與網格劃分
對模型進行了部分簡化的處理后，使用COMSOL進行了二維建模，建模如圖1所示，選擇了25個18650電池為一組進行建模，并只考慮了平行、X形以及梯形的布置形式，模型左邊藍色線條為進風口，右邊為出風口，如圖1所示。
(a）圖為平行布置形式電池排列方案，（b）圖為X形布置形式電池排列方案，（c）圖為梯形布置形式電池排列方案，三個方案的藍色邊緣的是進風口，右邊黑色并且凸起的邊緣為各個布置模型的出風口，圖中的25個圓形結構為18650圓柱電池的簡化模型。
展開 基于溫度場仿真的干式變壓器散熱設計
在靠近出風口和進風口的位置，散熱情況較差，查看室內空氣的流速圖可以發現，在距離出口最近的位置，高壓繞組位于頂頭，距離出口位置最近，出風口的位置呈直角，空氣壓強容易受到一定影響，會造成高壓繞組的包封內空氣稀薄，進而影響散熱效果。
圖4 模型邊界設置
圖5 溫度分布情況
基于此，將干式變壓器的箱體出風口位置進行優化設置，將空氣的出口自位置向上位移300mm, 保持出風口的高度不變，進風口的寬度縮小100mm, 箱體的長度增加0.2m, 根據計算的結果，繞組的熱點溫度得到了一定的降低，繞組的平均溫度得到了降低。通過查看空氣流場的流速分布情況，通往出風口的繞組氣流達到120°的角度，說明空氣流動較為順暢。室內循環空氣的流速分布如圖6所示。
圖6 室內循環空氣流場流速分布情況
5 結束語
通過有限元分析建立干式變壓器散熱仿真，得到干式變壓器本體的溫度場的分布情況和干式變壓器的箱體內流場分布情況，發現干式變壓器易產生過熱的部位和影響干式變壓器散熱的因素，并針對性地進行仿真和結果優化仿真，可有效降低變壓器的易熱點溫度。同時根據仿真情況對干式變壓器箱體的出風口位置進行優化，并經過試驗驗證，通過優化出風口的位置設置，可有效改善干式變壓器的散熱情況，這對同類型產品的散熱設計具有一定參考價值。
參考文獻
[1] 田慕琴，朱晶晶，宋建成，等.基于流固耦合分析的礦用干式變壓器溫度場仿真[J].高電壓技術，2016,42(12):3972-3981.
[2] 王珊珊，肖黎，廖才波.110kV環氧澆注干式變壓器流體-溫度場的有限元仿真計算[J].變壓器，2016,53(1):1-5.
[3] 吳紅菊，賀銀濤.基于溫度場仿真分析的干式變壓器散熱設計[J].機電工程技術，2019,48(8):183-185.
展開 利用CFD（計算流體動力學/流體仿真技術）判斷液力扭矩系數
本文將探討如何利用CFD（計算流體動力學/流體仿真技術）計算液力扭矩。
液力扭矩（Td）是一種由流體導致的，而且是純粹因流體作用在閥門轉動零件上而產生的扭矩。液力扭矩是和以下各項都相關的函數：閥門設計、閥門開度、壓降和流體方向（對偏心閥而言）。業界通常的做法是利用液力扭矩系數（Cdt）計算相關運行壓力下的液力扭矩。
液力扭矩系數是液力扭矩的無量綱表達式，它是閥體兩端靜壓降和閥門尺寸決定的。液力扭矩系數的計算公式：
按照常規做法，動態扭矩（和流量）系數是通過閥門流量回路試驗來確定的。該試驗通常以水為試驗介質，在均衡的行進流速，且完全湍流（全紊流）、無空化流的條件下，在長而直的管道中進行。
液力扭矩的計算方法是開啟扭矩和關閉扭矩的平均值，因為這兩個扭矩值相加，可以抵消掉摩擦扭矩。壓降的測量規程是上游側距閥門端口兩倍閥門直徑，下游側距離閥門端口六倍閥門直徑，分別在不同流率條件下，針對不同的閥門開度進行測量。
對于大型高壓閥門，由于缺乏專門的試驗設施，其動態扭矩是通過等比例縮小的產品原型估算的。但隨著電腦技術的發展，可以利用計算流體動力仿真軟件判斷各種流體系數。
計算流體動力仿真技術
過去數十年來電腦技術不斷地飛速發展，計算流體動力（CFD）已經成為工程設計的重要工具。CFD利用數字技術解算流體流動方程，不需要閥門的實體模型。流體的流動可以用電腦計算實現模擬。流體動力仿真模擬的步驟通常如下：
預處理
· 通過CAD軟件的幾何參數獲取流體體積信息。
· 將相應體積的虛擬流體分割成有限數量的單元，以便用數字方式解算流體流動方程。
· 設定模型的邊界條件。
解算
· 利用高性能電腦進行迭代計算，解算數字化的流體流動方程。
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