傳熱分析的案例
【9月21-23日 鄭州 斯姆勒】結構/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓
四、時間地點：
2019年9月21-23日 鄭州
（共四天，第一天報道，上課三天）
一、課程亮點和創新點分析
（一）在授課專家選擇上，授課專家為從事多年CAE工程經驗的博士學位專家授課，能夠從仿真理論、項目工程經驗等多維度進行詳細和深度講解；
（二）在內容設計上，該課程基本涵蓋了工程結構傳熱、流體傳熱、流固熱多場耦合分析的應用各個方面，包括熱分析基本原理、工程結構傳熱建模方法、線性/非線性傳熱、熱應力分析技巧和評價標準，也涵蓋了工程焊接傳熱分析及殘余應力分析、熱斷裂分析、熱疲勞分析、流固熱多場耦合分析等熱點難點問題解決方案的高級應用；
（三）在授課方式上，課程培訓采用理論和軟件案例操作相結合的方法，全面細致地講解工程結構傳熱、流體傳熱及流固熱多場耦合分析等應用問題，讓培訓學員既掌握學科理論，又具備工程問題的解決能力，幫助科研院所、企業在工程結構應用上解決“魚”和“漁”問題。
六、課程大綱：
展開 【9月21-23日 鄭州 斯姆勒】結構/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓
各企事業單位：
傳熱現象廣泛存在于工程結構中，覆蓋于各個行業的應用，但是由于熱分析牽涉多場耦合計算等特點，使得設計人員難以處理復雜的熱、結構、流體的耦合計算問題。目前對于這方面的系統性培訓比較缺乏，本培訓基于ANSYS Workbench軟件深入講解傳熱分析的基本原理，求解方法和傳熱分析的解決方法。為了讓廣大結構設計人員掌握ANSYS Workbench平臺下傳熱分析這個強大的傳熱分析的模塊，斯姆勒數值仿真技術研究院特開設了“結構/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓”課程。具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解結構傳熱分析的計算原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握結構/流體傳熱分析的計算方法和分析技巧；
（四）、掌握解決流體、結構和熱多場耦合耦合、熱疲勞、熱斷裂計算等熱點問題；
（五）、培養獨立工程結構的熱力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠；持本人學生證享有8.5折優惠。
三、主講老師簡介：
寧老師，斯姆勒首席專家，西安交通大學航空航天學院力學博士，多年上市機械企業結構負責人，18年的軟件工程應用經驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，發表論文20余篇，獲得專利11項，開發有限元軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業背景；擅長靜力學，模態分析，隨機振動/譜分析，隱/顯式動力學分析，轉子動力學分分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學分析，壓電分析，復合材料分析，熱分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發等仿真分析。善于利用ANSYS進行二次開發解決特定領域科研/工程問題。
展開 基于Simsolid 對托卡馬克裝置內部件傳熱及結構分析
基于Simsolid 對托卡馬克裝置內部件部分模塊進行了傳熱分析，并將傳熱分析結果的溫度梯度加載到結構分析中，進行該組件的結構分析，最終得到了該部件正常運行工況下的溫度分布、結構應力及形變等數據，為該組件的設計可靠性提供了一定的指導作用。且該分析結果與ANSYS的分析結果能夠較好的吻合，但卻能節省80%以上的分析時間。
0 引言
大約從2015年開始，使用ANSYS軟件進行工作上的各種任務分析，包括有流固耦合傳熱，結構強度，電磁力分析等。在行業內部ANSYS軟件中的Fluent、CFX分析軟件及ICEM、Workbench Meshing網格劃分軟件均為最常使用的軟件，幾乎占到工作中的99%任務分析量。而這些工作，常常所必須也是最關鍵的一步便是網格劃分，四面體、六面體、膨脹層等，需要很大的精力去調節網格，可以說整個分析過程絕大數情況就是網格劃分的過程。如果以后的模擬分析不需要網格劃分步驟，那么將會極大的提高我們結構分析、傳熱分析的效率，降低產品迭代周期，對我們分析工程師而言，簡直是太重大利好了。
1 模型
將自己工作中的某一個case直接操作上手，練習一下，如圖1所示，為托卡馬克裝置真空室內部件的部分展示（該部件已申請國家專利且公開），其下部有直接焊接于真空室內壁的支撐墩，上部為多塊組件通過螺栓固定于支撐墩上。其詳細結構如圖2所示。
圖1 部件整體圖
由于該分析模型較大，且基本是重復相同的結構設計，故而挑選中平面處小部分結構，結構簡化后如圖2所示。主要由石墨靶板、不銹鋼316L背板、銅合金過渡板、不銹鋼316L支撐墩構成。其中石墨靶板表面在工作時將會承受較高的熱流負載，通過背板、過渡板、支撐墩結構將熱量傳遞給真空室，再由真空室主動冷卻系統帶走熱量。
展開 RVE，傳熱分析
有RVE建模或傳熱分析經驗或學習資源的朋友請聯系，可有償，謝謝
流動與傳熱CFD分析小組
本小組成員均為清華大學流體流動與傳熱相關專業優秀博士及碩士研究生（已畢業及在讀），理論基礎扎實，且有相關實際工程經驗，熟練應用Fluent（CFD分析軟件）、Flowmaster（一維流體系統仿真軟件）、HTFS（換熱器設計軟件）等熱工軟件，旨在為企業提供熱工問題的分析與計算技術服務，諸如流動分析、傳熱計算、CFD模擬、換熱器熱工設計等，目前已完成課題：超臨界壓力流體在微細結構內的流動與換熱分析、超臨界壓力流體在多孔介質內的流動與傳熱分析、U型管換熱器CFD模擬、反應堆堆芯熱工水力問題的三維CFD模擬，結果均得到客戶認可與好評。有需要可通過以下方式與我們聯系：
E-mail: zhangyu_03@tsinghua.org.cn; maojie666@gmail.com
Tel: 13810987379 張
QQ：26057270
展開 水壺的傳熱分析（熱傳導+熱對流+熱輻射） ￥5
分享一個通過ABAQUS做的水壺的傳熱分析，包含熱傳遞的三種方式：熱傳導+熱對流+熱輻射。
方法教程來自于外網，附件是自己根據教程練習時建的cae模型，供參考。
熱傳導是熱能從高溫向低溫部分轉移的過程；熱對流是熱量通過流動介質傳遞的過程；熱輻射是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現象。
【材料】鋼/陶瓷
【網格】DC3D10
【接觸】
茶壺和蓋子之間的傳導
2.對流
3.熱輻射
【設置絕對零度+Stefan-Boltzmann常數】
【邊界條件】
【預定義溫度場】
【后處理】
【視頻教程】fluent系列培訓（一）——傳熱分析（steve_zheng）
【視頻教程】fluent系列培訓（一）——傳熱分析（steve_zheng）
講師：steve_zheng
擅長領域：CFD仿真分析
專家檔案：http://www.yqgqt.org.cn/content/self
歡迎留言回復或提問，有協作需要的請點擊專家主頁中的“咨詢”
這是系列視頻，后期將會有更多視頻推出，歡迎大家關注～
使用 ANSYS Fluent 掌握 CFD 分析 ￥15
第 1 單元：使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分進行 CFD 流動分析：（i） 課程簡介（ii） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過殼管換熱器進行 CFD 傳熱分析（iii） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過逆流換熱器進行 CFD 傳熱分析 （iv） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過錯流換熱器進行 CFD 傳熱分析 （v） 通過冷凝器換熱器進行 CFD 傳熱分析ANSYS Fluent 容錯網格劃分（vi） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過板式換熱器進行 CFD 傳熱分析（vii） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過表面冷凝器進行 CFD 傳熱分析（viii） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過特殊類型換熱器進行 CFD 流體混合（ix） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過排氣歧管進行 CFD 傳熱分析 （x） CFD 傳熱分析使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過催化轉化器進行裂解（習） 使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過風洞進行CFD傳熱分析（xii） 使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過文丘里計進行CFD傳熱分析（xiii） 使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過擴展器進行CFD傳熱分析（xiv） 使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過熱管進行CFD傳熱分析（xv） CFD共軛傳熱分析使用ANSYS Fluent Fault Tolerant網格劃分單元2：使用ANSYS Fluent Watertight Geometry進行CFD流動分析：（i） 通過風洞的CFD防水幾何工作流程（ii） 使用ANSYS Fluent水密幾何的CFD異質流體混合單元3：使用常規ANSYS Fluent Flow進行CFD流動分析（i）使用
展開 ANSYS workbench瞬態傳熱相變分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習傳熱相變的三維模型處理
2、學習傳熱相變瞬態熱分析步的建立
3、學習傳熱相變瞬態熱分析的載荷施加
4、學習傳熱相變瞬態熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 傳熱相變瞬態熱分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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[原創]Abaqus傳熱分析HETVAL和USDFLD子程序聯合
HETVAL和USDFLD子程序聯合
---- 公眾號‘CAE仿真實驗室’出品
1、HETVAL簡介
Abaqus傳熱分析中，Hetval子程序常用于定義內部熱源，該子程序可以定義材料內部的生熱量(如相變、高分子結晶生熱)，并且能夠調用state variable 狀態變量，可以與USDFLD子程序聯合使用。其函數體如下：
SUBROUTINE HETVAL(CMNAME,TEMP,TIME,DTIME,STATEV,FLUX,
1 PREDEF,DPRED)
INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
CHARACTER*80 CMNAME
DIMENSION TEMP(2),STATEV(*),PREDEF(*),TIME(2),FLUX(2),
1 DPRED(*)
User coding to define FLUX and update statev !此處定義你的Flux() 更新狀態變量
RETURN
END
2、模型 1mx1mx0.5m的方塊，進行熱應力耦合分析，選用C3D8T單元
3、Hetval 和USDFLD聯合
USDFLD和HETVAL寫在一個for文件中，HETVAL中通過State(1)來定義熱源，而state(1)是通過USDFLD更新，實現數據傳遞
4、材料
設置材料為鋼，給定力、熱屬性。
展開 Fluent在混合彎頭中的流體流動和傳熱分析
在混合彎頭中的流體流動和傳熱分析
本例模型請關注公眾號，CAE備忘錄，回復elbow可獲得。
問題描述：
有一溫度為293.15K的流體從管道直徑為100mm入口進入，并與從管道直徑為25mm入口進入溫度為313.15K的流體進行混合，預測兩股流體混合后的流動情況和溫度分布情況。
創建Fluent 分析系統：
打開workbench17.2，將Fluid Flow(Fluent)單擊左鍵拖入空白處（也可以雙擊），選擇Save，將文件保存到制定目錄下（保持良好習慣）。這時候在Files 窗口中就會出現一些文件。之后你進行其他操作產生的文件，經過保存都會出現在這個窗口。
劃分網格：
幾何模型自行建模，如果用其他三維軟件，可以導入X_t或者stp格式文件。導入幾何模型之后，雙擊A3欄的Mesh，進入網格劃分界面。
首先，為每個面進行命名，選擇面并右鍵選擇Create Named selection，對應名稱為，進口命名為inlet_large和inlet_small，出口命名為pressure_outlet，壁面命名為wall，對稱面命名為Symmetry，這樣命名可以方便在Fluent中設置邊界條件。
命名完成之后，在mesh上右鍵選擇size，選擇整個體，在Element Size處填入0.006m，如果要設置膨脹層，則單擊Mesh，在下方Details of Mesh 中選擇inflation設置膨脹層各個參數（這里也可以不用設置），將Use Automatic Inflation 改為 Program Controlled。最后在Mesh上右鍵選擇generate mesh，這時網格已經劃分完畢，將網格劃分界面關閉，在Project schematic中的mesh右鍵選擇update.
展開 
SiC 雙面散熱封裝結構傳熱性能分析
圖 4 雙面散熱功率模塊穩態結果
通過對二氧化硅與環氧樹脂分別作為填充層時的功率模塊進行有限元仿真，瞬態對比圖如圖 5 所示，由瞬態結果分析可知，環氧樹脂作為填充層比 SiO2 作為填充層升溫 速率快，但穩態結溫高 0.016℃，這是因為仿真時使用的環氧樹脂的熱導率比 SiO2 的熱導率低，熱導率越低，會使模塊穩態結溫越高。
圖 5 不同填充層瞬態分析對比圖
通過對不同焊料層的材料參數進行仿真，對比圖如圖 6 所示，由瞬態結果分析可知 燒結銀的傳熱能力比 SnPb、SnAg25Sb10、SAC305、Ag 這四種材料的傳熱能力更強，由分析可知，燒結銀材料較適合作為焊料層。
圖 6 不同焊料層瞬態對比圖
通過對不同 DBC 基板陶瓷層的材料進行瞬態分析，對比圖如圖 7 所示，由瞬態分 析結果可知，氮化鋁作為材料比氧化鋁作為材料的模塊穩態結溫低了 10.339℃，使用氧 化鈹作為材料比氮化鋁作為材料的模塊穩態結溫低了 2.108℃，但氧化鈹在加工過程中 對人體有害。由分析可知，氮化鋁更適合作為 DBC 基板的陶瓷層材料。
圖 7 不同陶瓷層瞬態對比圖
在 DBC 基板的陶瓷層使用氮化鋁，焊料層使用燒結銀，填充層使用環氧樹脂的模型中，更改燒結銀焊層的厚度，針對 5 種不同厚度的燒結銀有限元模型進行了穩態分析。不同燒結銀厚度對應的模塊穩態結溫對比如圖 8 所示，分析得到模塊的穩態結溫與燒結銀的厚度呈線性關系。
展開 知識：瞬態傳熱分析
一、瞬態傳熱分析的定義
瞬態熱分析用于計算一個隨時間變化的系統的溫度場及其它熱參數。在工程上一般用瞬態熱分析計算溫度場，并將之作為熱載荷進行應力分析。
瞬態熱分析的基本步驟與穩態熱分析類似。主要的區別是瞬態熱分析中的載荷是隨時間變化的。為了表達隨時間變化的載荷，首先必須將載荷～時間曲線分為載荷步。載荷～時間曲線中的每一個拐點為一個載荷步，如下圖所示。
對于每一個載荷步，必須定義載荷值及時間值，同時必須選擇載荷步為漸變或階越。
二、瞬態熱分析中的單元及命令
瞬態熱分析中使用的單元與穩態熱分析相同。要了解每個單元的詳細說明，請參閱《ANSYS Element Reference Guide》。要了解每個命令的詳細功能，請參閱《ANSYS Command Reference Guide》。
三、ANSYS 瞬態熱分析的主要步驟
· 建模
· 加載求解
· 后處理
四、建模
· 確定jobname、title、units, 進入PREP7；
· 定義單元類型并設置選項；
· 如果需要，定義單元實常數；
· 定義材料熱性能：一般瞬態熱分析要定義導熱系數、密度及比熱；
· 建立幾何模型；
· 對幾何模型劃分網格。
關于建模及劃分網格，請參閱《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。
展開 【10月12-14日 北京 斯姆勒】ANSYS結構傳熱及熱應力工程應用基礎培訓
各企事業單位：
針對新入職員工和設計工程師的數值仿真能力的提升需求，特展開結構、傳熱、流體、電磁等系列課程的專題基礎培訓，強烈建議零基礎學員在參加其他高級課程前，學習相關專業的基礎課程。傳熱現象廣泛存在于工程結構中，覆蓋于各個行業的應用，但是由于熱分析牽涉多場耦合計算等特點，使得設計人員難以處理復雜的熱、結構、流體的耦合計算問題。目前對于這方面的系統培訓比較缺乏，本培訓基于ANSYS Workbench軟件深入講解傳熱分析的基本原理，求解方法和傳熱分析的解決方案。為了讓廣大結構設計人員掌握ANSYS Workbench平臺下傳熱分析這個強大的傳熱分析的模塊，特開設了“ANSYS結構傳熱及熱應力工程應用基礎培訓”培訓。
一、培訓目標：
（一）、理解結構傳熱分析的計算原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握結構傳熱分析的計算方法和分析技巧；
（四）、掌握解決流體、結構和熱多場耦合等熱點問題；
（五）、培養獨立工程結構的熱力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、持本人學生證或教師證享有8.5折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
展開 【10月12-14日 北京 斯姆勒】ANSYS結構傳熱及熱應力工程應用基礎培訓
各企事業單位：
針對新入職員工和設計工程師的數值仿真能力的提升需求，特展開結構、傳熱、流體、電磁等系列課程的專題基礎培訓，強烈建議零基礎學員在參加其他高級課程前，學習相關專業的基礎課程。傳熱現象廣泛存在于工程結構中，覆蓋于各個行業的應用，但是由于熱分析牽涉多場耦合計算等特點，使得設計人員難以處理復雜的熱、結構、流體的耦合計算問題。目前對于這方面的系統培訓比較缺乏，本培訓基于ANSYS Workbench軟件深入講解傳熱分析的基本原理，求解方法和傳熱分析的解決方案。為了讓廣大結構設計人員掌握ANSYS Workbench平臺下傳熱分析這個強大的傳熱分析的模塊，特開設了“ANSYS結構傳熱及熱應力工程應用基礎培訓”培訓。
一、培訓目標：
（一）、理解結構傳熱分析的計算原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握結構傳熱分析的計算方法和分析技巧；
（四）、掌握解決流體、結構和熱多場耦合等熱點問題；
（五）、培養獨立工程結構的熱力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、持本人學生證或教師證享有8.5折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
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