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Comsol金屬氧化物避雷器（MOA）電-熱耦合計(jì)算關(guān)鍵詞：電磁避雷器；電-熱耦合；有限元；數(shù)值計(jì)算1 避雷器電-熱特性研究1.1 避雷器避雷器：用于保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊時(shí)高瞬態(tài)過電壓危害，并限制續(xù)流時(shí)間，也常限制續(xù)流幅值的一種電器。避雷器有時(shí)也稱為過電壓保護(hù)器，過電壓限制器。如圖1所示就是避雷器實(shí)物圖。圖1.

對復(fù)合材料的雷擊分析可以分為兩個步驟：1 電-熱強(qiáng)耦合分析，2 考慮初始燒蝕損傷的復(fù)合材料漸進(jìn)損傷分析。電-熱強(qiáng)耦合分析電流流過導(dǎo)體的過程中，所耗散的能量會轉(zhuǎn)化為熱能，即產(chǎn)生焦耳熱。電場控制方程為電流流過導(dǎo)體耗散的能量可以通過焦耳定律描述熱流密度可以表示為這里假設(shè)耗散的電能全部轉(zhuǎn)換為熱量，則ηv=1.

鋰離子電池電化學(xué)-熱耦合模型由兩部分組成：研究電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的電化學(xué)模型以及描述電池溫度分布的熱模型。這兩個部分分工明確并相互耦合。首先，電化學(xué)模型計(jì)算出發(fā)熱功率，然后將發(fā)熱功率傳遞給熱模型，熱模型根據(jù)發(fā)熱功率計(jì)算出溫升，然后將此時(shí)電池溫度傳遞給電化學(xué)模型中受溫度影響的各參數(shù)，以此互相耦合實(shí)現(xiàn)電池的電壓和溫度模擬。

圖1 幾何模型電纜結(jié)構(gòu)中考慮了以下結(jié)構(gòu)層及材料的定義： 基于COMSOL軟件中的電- 熱耦合相關(guān)模塊，數(shù)值仿真得到了電纜的電勢分布和溫度場分布，仿真結(jié)果如圖所示： 感興趣的朋友，歡迎交流合作！

1.基于某款實(shí)際電容產(chǎn)品簡化的3D模型2.環(huán)境溫度85℃、帶TIM散熱膠及鋁合金散熱冷板3.考慮直流輸入電流及紋波電流，芯包損耗發(fā)熱的電-熱耦合工況4.電流、發(fā)熱量等數(shù)據(jù)為假設(shè)值，實(shí)際仿真以真實(shí)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)5.模型可以為真實(shí)的DC Link熱仿真工作提供極具價(jià)值的參考。

2、熱—固耦合分析熱固耦合的基本思路是先進(jìn)行熱傳導(dǎo)分析以獲取結(jié)構(gòu)的溫度場，這個溫度場將作為結(jié)構(gòu)分析的載荷的一部分，耦合分析將按照嚴(yán)格的順序進(jìn)行，通常會先進(jìn)行熱分析，熱分析影響后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析，而結(jié)構(gòu)分析對熱分析則沒有影響。

<p>在本研究中，我們基于ANSYS Workbench平臺開展了太陽能加熱鋁鍋的熱-結(jié)構(gòu)耦合（熱固耦合）數(shù)值模擬分析，旨在揭示鋁鍋在太陽輻射加熱過程中的溫度場演化規(guī)律及其對結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形的影響。太陽能作為一種綠色可再生能源，其加熱過程伴隨著顯著的溫度梯度，尤其在鍋體壁厚不均或存在邊界散熱的情況下，更容易引發(fā)熱應(yīng)力集中和局部形變。

圖5 熱分析對流設(shè)置 耦合設(shè)置 本案例為電磁-熱耦合分析，熱分析基于電磁分析計(jì)算結(jié)果，通過點(diǎn)到面（bucket）的插值映射方法傳遞耦合數(shù)據(jù)，電磁場的熱損耗結(jié)果通過體耦合傳遞至熱場，耦合載荷傳遞量類型如圖6所示。

0.摘要：本文基于安世亞太自主研發(fā)的PERA SIM Mechanical結(jié)構(gòu)仿真軟件，對某機(jī)床夾具進(jìn)行熱分析及熱結(jié)構(gòu)耦合分析，獲得機(jī)床夾具的穩(wěn)態(tài)溫度場以及熱變形和熱應(yīng)力，用于指導(dǎo)和驗(yàn)證夾具的設(shè)計(jì)方案。證明了國產(chǎn)仿真軟件PERA SIM Mechanical在熱結(jié)構(gòu)耦合分析的適用性和可靠性。

使用熱接觸模型仿真插頭熱電力耦合

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、對有限元分析感興趣的工程師你會得到什么：1、學(xué)習(xí)摩擦盤的三維模型處理2、學(xué)習(xí)摩擦盤熱結(jié)構(gòu)耦合接觸相關(guān)的接觸設(shè)置3、學(xué)習(xí)熱結(jié)構(gòu)耦合動力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)摩擦盤熱結(jié)構(gòu)耦合接觸分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

模型簡介：考慮熱流固-損傷耦合效應(yīng)，本案例建立了水力裂縫擴(kuò)展模型，假設(shè)材料楊氏模量和抗拉強(qiáng)度滿足weibull分布，邊界施加應(yīng)力條件，可運(yùn)用于如下場景：1、干熱巖儲層壓裂，流體介質(zhì)可選擇水和二氧化碳，實(shí)現(xiàn)壓裂過程裂縫動態(tài)擴(kuò)展模擬；2、干熱巖儲層采熱開發(fā)，分析熱流固-損傷耦合效應(yīng)對采熱的影響；3、深部頁巖儲層壓裂，實(shí)現(xiàn)水和二氧化碳壓裂裂縫擴(kuò)展模擬；4、其他熱流固耦合問題。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、與剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合相關(guān)的工程師你會得到什么：1、掌握剎車盤三維模型的繪制2、掌握剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置3、理解剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的分析步的建立4、學(xué)習(xí)剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的相互關(guān)系的設(shè)置5、了解剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合網(wǎng)格的劃分6、學(xué)習(xí)剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的載荷施加7、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對比

具體如下圖所示：圖6 泵蓋外表面對流換熱邊界圖7 泵蓋內(nèi)腔表面壓力載荷圖8 泵蓋凸起孔集中力載荷4.計(jì)算結(jié)果分析4.1 計(jì)算分析設(shè)置對于泵蓋的熱結(jié)構(gòu)耦合仿真分析，需建立穩(wěn)態(tài)熱仿真分析類型和熱結(jié)構(gòu)耦合仿真分析類型，并需首先計(jì)算泵蓋穩(wěn)態(tài)熱工況，然后才能計(jì)算其熱結(jié)構(gòu)耦合仿真分析。

熱結(jié)構(gòu)耦合處理返回項(xiàng)目操做界面，通過拖拽將Static Structural與Steady-State Thermal模塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)。圖 7：熱固耦合流程完成后返回Mechanical的操做界面，在Static Structural模塊中，選擇Imported Load (B6)下的Imported Body Temperature并進(jìn)行更新，出現(xiàn)如下圖所示的溫度云圖。

金屬鹽材料必須具有很高的離子電導(dǎo)率(>10-3 S/cm)。聚合物和陶瓷材料是固態(tài)材料，具有很高的離子電導(dǎo)率，但目前更常用的是液態(tài)的電解質(zhì)材料，因?yàn)橐簯B(tài)材料在電極和隔膜中具有更高的吸收率。 LS-DYNA提供三種不同類型的鋰電池模型（R14或beta版本以上可用）：Newman模型、Thermal熱模型、Multiphysics多物理場模型。