電磁-熱耦合
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
電磁-熱耦合的視頻教程
Workbench電磁多物理場耦合課程之“Maxwell與Thermal、Fluent磁熱耦合工程應(yīng)用”
平臺進行電磁產(chǎn)品電磁熱耦合分析； 8） 掌握Workbench平臺進行電磁產(chǎn)品電磁熱雙向耦合分析； 9）掌握Workbench平臺進行電磁產(chǎn)品電磁振動耦合分析； 10）掌握Workbench平臺進行電磁產(chǎn)品電磁振動噪聲耦合分析； 二、典型問題： 1） 電磁場問題類型； 2） ANSYS Maxwell各求解器的應(yīng)用范圍； 3） ANSYS Maxwell電磁場分析的注意事項； 4）
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Abaqus 電磁-熱傳導(dǎo)耦合分析實例
本文對第三方軟件的幾何模型進行相關(guān)操作，創(chuàng)建了電磁——熱傳導(dǎo)耦合分析的全過程。
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Workbench電磁多物理場耦合課程之“Maxwell電磁場工程應(yīng)用”
平臺進行電磁產(chǎn)品電磁熱耦合分析； 8） 掌握Workbench平臺進行電磁產(chǎn)品電磁熱雙向耦合分析； 9）掌握Workbench平臺進行電磁產(chǎn)品電磁振動耦合分析； 10）掌握Workbench平臺進行電磁產(chǎn)品電磁振動噪聲耦合分析； 二、典型問題： 1） 電磁場問題類型； 2） ANSYS Maxwell各求解器的應(yīng)用范圍； 3） ANSYS Maxwell電磁場分析的注意事項； 4）
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電磁-熱耦合的實例教程
電磁爐加熱過程電磁-熱耦合仿真
01
案例背景
電磁爐是日常生活中常見的家用電器，它是利用電磁感應(yīng)原理對食物進行加熱，電磁爐的托盤是陶瓷材料，交變電流在線圈中的產(chǎn)生磁場，電磁爐鍋底放到托盤上，鍋體底部切割磁力線產(chǎn)生渦流，從而使鍋體本身發(fā)熱，用來加熱食物。
本案例采用INTESIM-Multiphysics分析軟件，對電磁爐物體加熱模型進行電磁-熱耦合分析，首先建立渦流場分析，利用軟件的耦合模塊，模擬電磁生熱到熱場的物理量傳遞過程，查看整體的溫度分布，最終得到電磁爐渦流場生熱過程的溫度分布，及被加熱物體的溫升。
02
案例功能特點
案例所屬物理場：多物理場INTESIM-Multiphysics
案例功能：渦流分析、電磁-熱耦合、非匹配網(wǎng)格映射插值
分析類型：諧態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)分析
03
案例分析
網(wǎng)格模型
電磁爐有限元模型如圖1所示，電磁場網(wǎng)格與溫度場網(wǎng)格是兩套不同的網(wǎng)格，電磁場網(wǎng)格采用高階四面體單元，溫度場網(wǎng)格采用低階四面體單元，有限元模型如圖2所示。
展開 關(guān)鍵詞：耦合仿真，微帶線，行波，駐波，功率容量
在現(xiàn)代射頻系統(tǒng)中微帶線無疑是應(yīng)用最多的一種射頻傳輸線方式，一般系統(tǒng)中由于設(shè)備功率不大所以很少有人關(guān)注微帶線功率容量問題，但是在一些功率較高的場景中或者出現(xiàn)大駐波的場景中，微帶線功率容量就變成一個非常重要且不得不考慮的因素，那么微帶線功率容量又受到什么因素影響呢？下面我們一步步講解并利用電磁與熱耦合方式評估微帶線峰值功率與平均功率容量。
由于現(xiàn)代射頻通信系統(tǒng)多采用非線性調(diào)制或者脈沖發(fā)射，導(dǎo)致系統(tǒng)輸出的平均功率與峰值功率不再相同，兩者之間往往差值很大，所用射頻傳輸系統(tǒng)需要把峰值功率容量和平均功率容量分開考慮，現(xiàn)實環(huán)境中影響微帶線的平均功率容量與峰值功率容量的限制因素也不相同，首先微帶線峰值功率容量受電場擊穿強度限制而平均功率容量是受最高溫度限制。
大家都知道微帶線在處于行波狀態(tài)時功率容量最大，駐波狀態(tài)時功率容量會縮小，那么行波與駐波微帶線功率會相差多少呢？下面以一個仿真實例演示未帶線在行波和駐波時功率容量的差異，如下圖建立一個20*20mm的微帶線PCB板。
一，行波狀態(tài)時峰值功率與平均功率
1，兩端在50歐姆匹配匹配狀態(tài)下是微帶線處于行波狀態(tài)，仿真S參數(shù)如下：在5GHz時插損0.04dB，反射為-37dB，說明該微帶線模型是比較理想的50歐姆傳輸線，兩端匹配時幾乎沒有反射波。
2，該狀態(tài)下微帶線電場強度分布，可見電場主要集中在走線附近，參見動圖能明顯看出行波狀態(tài)。
3，該狀態(tài)下電磁能量損耗密度如下圖所示，可見能量損耗同樣主要集中在走線附近，尤其集中在微帶線和地之間。
4，行波狀態(tài)下峰值功率容量如下，行波狀態(tài)時峰值功率容量可達到2231W，實際工程中一般減半作為最大峰值功率容量。
展開 本模型的首先通過介質(zhì)損耗將電磁場與傳熱場聯(lián)立起來以實現(xiàn)微波注熱，這是一個雙場雙耦合過程；然后，通過熱膨脹耦合模塊、熱流動耦合模塊、熱解吸效應(yīng)、吸附膨脹效應(yīng)建立起滲透率模型并將傳熱場、固體力學(xué)場及滲流場耦合起來，這是一個多場耦合過程；最終建立起一個電磁-熱-流-固全耦合模型。
煤儲層微波注熱的電磁-熱-流-固全耦合模型
利用 COMSOL 建立一個煤儲層模型，見圖 7-4，模型尺寸為 20 m×6 m，模型中間布置一個瓦斯抽采鉆孔（直徑為 0.075 m）；模型兩側(cè)布置兩個微波源，將微波源簡化為兩個矩形波導(dǎo)。
煤儲層微波注熱幾何模型
使用COMSOL5.6版本得到的幾個云圖如下：
煤儲層溫度云圖
煤儲層瓦斯含量云圖
煤儲層滲透率比值(k/k0)云圖
注：以上文字及部分圖片來自于論文《微波輻射下煤體熱力響應(yīng) 及其流-固耦合機制研究》。
展開 尤其對變壓器電磁和磁熱仿真、電機電磁、磁熱和電磁振動噪聲仿真、耦合器電磁仿真、電磁銜鐵機構(gòu)電磁仿真等具有豐富的項目經(jīng)驗。
寧老師 力學(xué)博士，18年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗；長期從事有限元領(lǐng)域國家重大項目研究，獲得專利11項，開發(fā)軟件4項，具有資深的技術(shù)底蘊和專業(yè)背景；擅長靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機振動/譜分析，瞬態(tài)動力學(xué)時程分析，轉(zhuǎn)子動力學(xué)分分析、線性/非線性后屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，熱分析，顯式動力學(xué)分析，流體力學(xué)分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進行二次開發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問題。
展開 尤其對變壓器電磁和磁熱仿真、電機電磁、磁熱和電磁振動噪聲仿真、耦合器電磁仿真、電磁銜鐵機構(gòu)電磁仿真等具有豐富的項目經(jīng)驗。
寧老師 力學(xué)博士，18年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗；長期從事有限元領(lǐng)域國家重大項目研究，獲得專利11項，開發(fā)軟件4項，具有資深的技術(shù)底蘊和專業(yè)背景；擅長靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機振動/譜分析，瞬態(tài)動力學(xué)時程分析，轉(zhuǎn)子動力學(xué)分分析、線性/非線性后屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，熱分析，顯式動力學(xué)分析，流體力學(xué)分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進行二次開發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問題。
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電磁-熱耦合的最新內(nèi)容
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業(yè)最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
1.三維電磁感應(yīng)加熱（附帶完整計算命令流及注釋說明）2.鋼球的淬火（附帶完整計算命令流及注釋說明）3.二維靜態(tài)磁場分析（附帶完整計算命令流及注釋說明）。
三維電磁感應(yīng)加熱---感應(yīng)加熱的激勵源為365000HZ的交流電，線圈電流密度為2.04e8A/m^2，線圈和管子的幾何模型如下圖所示：
鋼球的淬火---淬火是把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然后快速冷卻的一種熱處理工藝方法
概述
PCB 組件在工作時產(chǎn)生的熱量會直接影響其電性能與長期可靠性。過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發(fā)材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終導(dǎo)致焊點開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動態(tài)溫度場，再計算由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
目標
通過高保真建模仿真，系統(tǒng)觀察并量化印刷電路板（PCB）上關(guān)鍵元器件在瞬態(tài)熱載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)與應(yīng)力表現(xiàn)
用于仿真的幾何形狀包含一個單元的耦合組件，以及一段連接到電源的
槽間母線板。它由陽極頂部和四個中心柱組成，柱上固定著銅棒和銅條。
施加直流電流及溫度，以及對流散熱等邊界條件。
DC-Link 薄膜電容是電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，在反復(fù)充放電的過程中會導(dǎo)致電容發(fā)熱，影響其使用壽命。
本文基于ANSYS 仿真軟件對某型號DC-Link 薄膜電容器進行溫度場分析，結(jié)果表明，在
高溫環(huán)境中，電容器芯子中心處為溫度最高點，而配備散熱器后，最高溫度點轉(zhuǎn)移至遠離散熱器的外殼處，散熱器能顯著降低芯子溫度。
1.基于某款實際電容產(chǎn)品簡化的3D模型
Comsol凍土路基（熱-水-力耦合）模型，水熱采用PDE建模，力學(xué)采用軟件自帶的固體力學(xué)模塊，路基分為兩層土，計算時間一年，附帶參考文獻。
——科研到工程：Abaqus Goldak 雙橢球 + FROM FILE 實現(xiàn)可復(fù)現(xiàn)實驗結(jié)果（含 Goldak 熱源 DFLUX ）
適用人群：做焊接/鍵合殘余應(yīng)力/變形預(yù)測、增材制造熱-力場分析的工程師與研究生
代碼環(huán)境：Abaqus/CAE 2019（Python 2.7），Abaqus/Standard（DFLUX Fortran 子程序）
本文提供 兩個腳本（Abaqus/CAE
參考文獻：《A straightforward 3D polycrystal plasticity finite element method for dynamic/static recrystallization simulation》
文章doi：10.1016/j.jmst.2024.09.005
在這個文章中，作者提出了一種直接在 CPFEM 中實現(xiàn) DRX/SRX 的方法，以位錯密度為核心變量
內(nèi)容簡介：本主題聚焦于超材料天線罩在多物理場耦合下的性能與機理，借力Ansys workbench多學(xué)科仿真平臺，通過電磁、熱、力學(xué)等耦合仿真，分析電磁能產(chǎn)生的熱與形變，以及溫升與幾何變形反過來對電磁參數(shù)的影響。進一步探索超材料在高效、高性能的天線罩設(shè)計路徑。
一期一會 | 什么是多物理場？8個月前
-熱耦合
發(fā)電：對電機的能量場（電磁學(xué)）如何產(chǎn)生熱量（熱動力學(xué)）進行建模，以優(yōu)化換熱器和風(fēng)扇
需要多物理場分析的工程問題可通過不同程度的耦合來求解。
