復(fù)雜流道
關(guān)注創(chuàng)建者：老曾 創(chuàng)建時(shí)間：2018-06-27
復(fù)雜流道的視頻教程
Cadence Celsius EC Solver 是液冷服務(wù)器熱仿真的最佳選擇
具備自動(dòng)劃分網(wǎng)格功能，以及多種局部網(wǎng)格加密方法，“混合”網(wǎng)格技術(shù)能夠適應(yīng)復(fù)雜流道。 全GPU 求解器正在開發(fā)中，CPU的HPC 加速可跨主板，測試加速到352核。芯片模型可通過Cadence Celsius Solver ROM 或 Cim 模型與Celsius EC 無縫對(duì)接。
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新能源汽車電池/儲(chǔ)能熱管理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)階到高階-十大專題50個(gè)技術(shù)點(diǎn)掌握熱結(jié)構(gòu)建模核心能力
液冷板的話，我會(huì)從鈑金畫法和實(shí)體畫法兩種方式進(jìn)行詳細(xì)的教學(xué)，管路的話，我不僅會(huì)教大家如何繪制，還會(huì)教大家如何讓自己畫出來的管路可以順利加工出來，這其中就涉及到很多管路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)；流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)呢，主要講的是沖壓流道設(shè)計(jì)，因?yàn)闆_壓流道兼具復(fù)雜性和多樣性，在掌握板厚、深度、斜度、寬度、焊接面積、擾流、留白等設(shè)計(jì)要點(diǎn)后，可滿足液冷板的各種不同功能性設(shè)計(jì)。
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復(fù)雜流道的實(shí)例教程
上篇文章提到了如何用SolidWorks提取復(fù)雜流道。下面，教你另外一種方法提取復(fù)雜流道。利用ANSYS Workbench里面的Geometry模塊進(jìn)行提取。
示例模型，依然用上篇的模型，三個(gè)零件組成的具有復(fù)雜表面的裝配體。如下面所示。
1. 打開ANSYS Workbench平臺(tái)。
2. 調(diào)用Geometry模塊。
3. 導(dǎo)入SolidWorks的三維模型。
4. 雙擊鼠標(biāo)左鍵Geometry，打開模塊的界面。點(diǎn)擊界面上的“Generate”按鈕，將導(dǎo)入的模型生成在軟件中。
5. 在進(jìn)口處，生成一個(gè)面進(jìn)行封閉。“Concept”—>“Surfaces from Edges”
6. 選擇進(jìn)口邊界的線條，按住“Ctrl”鍵可以多選。點(diǎn)擊“Generate”按鈕生成進(jìn)口面。
7. 如此方法，生成出口面。生成后可以在軟件界面左邊看到兩個(gè)面。
展開 現(xiàn)在的項(xiàng)目工程，都是由許多零件組裝的復(fù)雜裝配體。如果要對(duì)其做流體力學(xué)仿真，那么首先要對(duì)其進(jìn)行流道的提取。
下面是老曾最近的一個(gè)項(xiàng)目的一部分，由三個(gè)零件組成的裝配體。分別是箱體，旋轉(zhuǎn)軸和葉輪，要提取其流道進(jìn)行流體仿真。如下圖所示，葉輪零件表面復(fù)雜，不可能將流體通道用3D重畫一次。但是一般的三維軟件通過布爾操作可以快速提取復(fù)雜流道。下面是用SolidWorks進(jìn)行操作步驟。
1. 將“裝配體”保存為“零件”，因?yàn)楸４鏋椤傲慵焙缶涂梢詫?duì)其進(jìn)行拉伸切除等操作。
“另存為” —>保存類型選擇“零件（part）”
2. 關(guān)閉裝配體，打開剛才保存的零件。你可以看到左手的設(shè)計(jì)樹中變成三個(gè)實(shí)體，軟件的頂部變成了可以零件操作的拉伸切除等等。
展開 修改內(nèi)容主要包括流道形態(tài)及位置，內(nèi)澆口流量平衡，溢流槽位置。
A Sample Egineering Study
對(duì)正揚(yáng)的設(shè)計(jì)工程師來講，近期面臨的挑戰(zhàn)是，為圓鋸機(jī)護(hù)板開發(fā)合適的模具，要求獲得完整的表面質(zhì)量。
Preliminary designs
缺乏此類零件經(jīng)驗(yàn)的正揚(yáng)設(shè)計(jì)師，提出了兩種不同的填充方法（圖1）。 方案1垂直方向進(jìn)水，而方案2水平方向進(jìn)水。在此，模擬仿真可以先對(duì)兩種方案進(jìn)行虛擬測試，而避免實(shí)際開模測試。
Design1
Design2
方案1分析:設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)最開始傾向于方案1，因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)需要更少的金屬材料，但意識(shí)到由于流動(dòng)距離較長，填充存在較多不確定性。模擬顯示中央流道較小，并且金屬液并沒有按預(yù)期對(duì)護(hù)板的兩根長板進(jìn)行填充。側(cè)面流道尺寸更大、流速更快，較早到達(dá)護(hù)板圓形部分。當(dāng)圓形部分被填充滿以后，金屬液回流對(duì)兩根長板進(jìn)行填充（圖2左）。 這種回流填充形式不太好，因?yàn)殚L板最后填充，流動(dòng)距離越長、金屬液前沿溫度下降明顯，卷氣風(fēng)險(xiǎn)更大，最終將導(dǎo)致氣泡缺陷（圖2右）。
方案2分析：雖然澆注系統(tǒng)需要更多金屬材料，但與方案1相比方案2似乎更安全，金屬液的行程長度平均減少一半，導(dǎo)致金屬液與腔內(nèi)的空氣接觸時(shí)間減少。圓形部位的填充也（圖3）非常平穩(wěn)。在圓形截面的上半部分處，大量的金屬液從位于2個(gè)長板之間的第二內(nèi)澆口進(jìn)入（從右側(cè)），導(dǎo)致不均勻流動(dòng)，金屬液溢出主要集中在右側(cè)位置。對(duì)兩根長板處的填充分析顯示，金屬前沿在上長板處匯集而非直接進(jìn)入溢流槽。解決此問題的思路是增加內(nèi)澆或修改內(nèi)澆口位置使得金屬液更早進(jìn)入這個(gè)位置。
Final Deaign
正揚(yáng)在方案2基礎(chǔ)上對(duì)內(nèi)澆口尺寸進(jìn)行了小修改。
展開 對(duì)于異形復(fù)雜流道結(jié)構(gòu)的水冷板，無法在Icepak界面中進(jìn)行創(chuàng)建完成，只能通過Ansys workbench中的SCDM或DesignModeler對(duì)外部三維軟件導(dǎo)進(jìn)來的中間格式模型進(jìn)行二次處理，使其稱為能夠被Icepal識(shí)別的幾何體，然后在進(jìn)行Icepak進(jìn)行流體和熱仿真計(jì)算。本教材以風(fēng)電變流器IGBT水冷板作為案例，進(jìn)行逐步講解。
電熱結(jié)構(gòu)耦合仿真
SIwave-Icepak電熱耦合
3D Layout-Icepak電熱耦合
高效處理考慮trace影響的熱分析
簡單的直流壓降損耗計(jì)算
傾斜PCB 板熱仿真
3
機(jī)箱/大系統(tǒng)級(jí)熱仿真
處理復(fù)雜模型的能力，業(yè)界領(lǐng)先。
HFSS-Icepak電熱耦合
Maxwell-Icepak電熱耦合
Q3D-Icepak電熱耦合
Icepak-Simplorer仿真仿真
能夠處理復(fù)雜的MCAD數(shù)據(jù)
可以導(dǎo)入外部復(fù)雜網(wǎng)格
復(fù)雜流道的水冷熱仿真
多套熱仿真流程方便選擇
豐富且強(qiáng)大的宏輔助實(shí)現(xiàn)熱仿真
電熱耦合及復(fù)雜工況的處理能力，幫助客戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)
如開篇提及，電子產(chǎn)品的失效有55%的原因是由熱引起的，所以必須對(duì)電子產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)予以重視。由于電場和熱場是緊耦合的關(guān)系，電熱耦合仿真方案越來越得到客戶的青睞，Ansys Icepak在這方面擁有比較大的優(yōu)勢。此外, Ansys Icepak在業(yè)界同類產(chǎn)品中功能覆蓋范圍更廣, 這意味著 Ansys Icepak可以更好地幫助客戶實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的散熱設(shè)計(jì)。
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復(fù)雜流道的最新內(nèi)容
流變動(dòng)力學(xué)分析
冷卻介質(zhì)的流變學(xué)特性直接決定了動(dòng)力電池系統(tǒng)的泵送壓降、流場分布以及對(duì)復(fù)雜流道的適應(yīng)能力。通過旋轉(zhuǎn)流變儀，本研究在寬剪切速率范圍內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行了高精度掃描。
工業(yè)CT檢測：微米級(jí)高精度無損檢測服務(wù)1個(gè)月前
模具與五金加工領(lǐng)域
復(fù)雜模具內(nèi)部流道檢測
非破壞性檢測注塑模具、壓鑄模具的內(nèi)部冷卻流道通暢性、孔徑偏差與殘留雜質(zhì)，避免模具試模失敗與生產(chǎn)效率損耗。
三、工業(yè)CT檢測的五大技術(shù)優(yōu)勢
非破壞性檢測：無需對(duì)樣品進(jìn)行切割、拆解等破壞性處理，完整保留工件的原始狀態(tài)，尤其適配貴重樣品、不可復(fù)制成品的檢測需求。
2、AI智能網(wǎng)格
針對(duì)網(wǎng)格生成高度依賴人工經(jīng)驗(yàn)難題，AICFD 2026R1版本AI網(wǎng)格算法重大更新：
多域復(fù)雜場景支持：可處理包含旋轉(zhuǎn)機(jī)械、多部件裝配、復(fù)雜流道在內(nèi)的多域幾何，自動(dòng)識(shí)別域間交界面并生成保形、保特征的體網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)一鍵式全自動(dòng)網(wǎng)格生成。
實(shí)際生產(chǎn)中的充模效果還受到產(chǎn)品壁厚變化、復(fù)雜流道布局、冷卻系統(tǒng)效率等多重因素的綜合影響。
因此，最佳工程實(shí)踐是將螺旋流動(dòng)測試作為一個(gè)高效的篩選工具、比較基準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)。當(dāng)測試顯示充模能力不足或出現(xiàn)批次波動(dòng)時(shí)，則應(yīng)啟動(dòng)更深入的分析，如采用更精密的粘度測量，或結(jié)合模流分析進(jìn)行驗(yàn)證。
針對(duì)渦輪外部高溫燃?xì)馀c內(nèi)部冷卻流道的復(fù)雜傳熱過程，軟件采用 IST技術(shù)與壁面溫度重構(gòu)方法，結(jié)合笛卡爾網(wǎng)格與切割體網(wǎng)格，精準(zhǔn)捕捉流固界面熱交換規(guī)律；對(duì)于燃燒室/火焰筒，考慮外部冷卻氣流與內(nèi)部燃?xì)獾亩嘞嗔髋c化學(xué)反應(yīng)，通過共軛傳熱模型計(jì)算固體內(nèi)部及表面溫度分布，避免部件因局部過熱引發(fā)燒蝕失效。
金屬3D打印混合線：復(fù)雜內(nèi)流道構(gòu)件綜合加工效率提升3倍
3. 全球72小時(shí)交付網(wǎng)絡(luò)：北美、歐洲客戶緊急訂單直發(fā)空運(yùn)
展會(huì)聚光燈下，眾擎PM01機(jī)器人正優(yōu)雅起舞。觀眾驚嘆于它的擬人步態(tài)，卻鮮少有人注意到膝關(guān)節(jié)內(nèi)那些閃著冷光的金屬構(gòu)件——那是6系鋁合金經(jīng)17道工序雕琢的承載結(jié)構(gòu)，表面殘留著0.01mm級(jí)的刀具紋路，默默承載著每一次騰躍與落地。
這要求模型在處理高溫、高壓、高流速等極端條件以及復(fù)雜的流道幾何形狀時(shí)，具有更高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
圖 6 超臨界工質(zhì)流動(dòng)換熱模擬
人工智能的應(yīng)用：人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在近年來取得了快速發(fā)展，在多相流模擬領(lǐng)域也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
越來越復(fù)雜的流道設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)的電子散熱仿真軟件提出了重大挑戰(zhàn)，Simdroid-EC便捷的CAD模型導(dǎo)入功能、快速的流體域網(wǎng)格劃分與查看功能，以及豐富的后處理結(jié)果，為電子散熱行業(yè)注入強(qiáng)大動(dòng)力，能夠幫助用戶快速評(píng)估熱點(diǎn)，提供優(yōu)化建議。申請(qǐng)?jiān)囉肧imdroid-EC
由于迷宮流道復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其降壓流動(dòng)特性的變化規(guī)律還未形成系統(tǒng)的理論體系，無法有效指導(dǎo)迷宮式調(diào)節(jié)閥的示范和應(yīng)用。
同時(shí)，調(diào)節(jié)閥節(jié)流元件的幾何局部障礙形狀各不相同，種類繁多，邊壁條件復(fù)合多變，閥前管道湍流紊亂。
對(duì)于異形復(fù)雜流道結(jié)構(gòu)的水冷板，無法在Icepak界面中進(jìn)行創(chuàng)建完成，只能通過Ansys workbench中的SCDM或DesignModeler對(duì)外部三維軟件導(dǎo)進(jìn)來的中間格式模型進(jìn)行二次處理，使其稱為能夠被Icepal識(shí)別的幾何體，然后在進(jìn)行Icepak進(jìn)行流體和熱仿真計(jì)算。本教材以風(fēng)電變流器IGBT水冷板作為案例，進(jìn)行逐步講解。
