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應用二：熱流道穩態分析后，接續執行充填分析，以得到更真實熱流道信息 不同于充填分析，熱流道穩態分析考慮數次射出(直到平衡)后所累積的剪切生熱效應，例如不均勻/對稱熱流道溫度分布。因此若在熱流道穩態分析后接續充填分析，可取得更準確的熱流道初始訊息，會比以往的充填分析來得精準。

① 模型簡化：選取整個模型1/6，基板下側增加水冷盤管和水路；② 載荷：考慮芯片(每塊體積為25.35 mm^3)的產生的焦耳熱，總功耗均分到每個芯片中，施加體積熱源。案例最后可查看溫度分布和速度流線圖。 ③ 邊界條件：水側對流換熱，入口速度8m/s。

熱流道穩態分析頁簽 (Hot Runner Steady Tab) 用戶可在熱流道穩態標簽下來設定熱流道穩態分析的相關參數 (請參考進階分析(Advanced Analysis)下的進階熱澆道分析) ?進澆點流率 (Flow rate from inlet)：默認值是根據模型尺寸與成型參數，使用者可自行編輯。

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3、對有限元分析感興趣的工程師你會得到什么：1、學習3D打印頭三維模型的處理2、學習穩態熱分析步的建立3、學習穩態熱分析的邊界條件的施加4、學習穩態熱分析的載荷的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.

演示了對筆記本電腦進行穩態熱分析的流程。其中涵蓋了對流、溫度相關導熱系數、接觸熱導以及內部熱源的使用方法。

熱 - 結構耦合o 單向耦合：熱→結構（溫度→應力），適合熱變形主導、結構變形對溫度影響小的場景（如管道熱膨脹）。o 雙向耦合：熱?結構（變形改變接觸熱阻 / 對流面積），適合大變形、接觸界面熱阻敏感的問題（如剎車盤熱 - 應力耦合）。三、模塊選擇建議1. 優先選穩態熱分析做快速方案篩選，再用瞬態熱分析驗證動態響應，最后用Fluent優化流體對流細節。2.

在應用熱產生載荷和對流邊界條件后，穩態熱解是直接的。 隨后的結構解涉及從.rth文件（LDREAD）讀取溫度。 通過定義至少五個子步，可以實現大撓度。 位移收斂被啟用，熱流收斂被禁用（CNVTOL）。在求解結構分析之前，取消選擇之前為對流定義的SURF152單元。 結果和討論 在穩態熱分析之后，溫度結果是最重要的。

可視化：matlab中的可視化工具可以直觀地展示數值解，幫助我們更好地理解和分析問題。然而，使用matlab求解二維非穩態對流擴散反應問題也存在一些局限性： 網格依賴性：求解結果可能會受到網格劃分的影響，需要進行網格敏感性分析。 數值穩定性：某些情況下，數值方法可能會導致數值不穩定性，需要特殊處理。

選用AL材料，對流系數是曲線值。在200℃及以上的熱導率是170W/m^2*K。環境一：設定環境溫度40℃，自然對流系數25W/m^2*℃。自然散熱面是去掉內側面的所有外側面。發熱量在10個小燈珠區域，總計設為500W。熱對流只設置在外表面。對流系數25W/m^2*℃。劃分網格，求解最高溫度。

SiC 模塊上下兩底部與水冷之間進行強制換熱，其環境溫度 為 45℃，對流換熱系數設置為 3mW/(mm2 ?K)，對稱面采取相對絕熱狀態，不設置對流 換熱，其余裸露在空氣中的模塊表面與空氣進行對流換熱，環境溫度設置為 25℃，其對 流換熱系數設置為 0.01mW/(mm2 ?K)。添加載荷及邊界條件的有限元模型如圖 3 所示。

施加荷載并計算：?在求解模塊（?如ANSYS的SOLU）?中進行，?包括定義分析類型（?如進行穩態傳熱分析時，?選擇Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis →Steady-state）?，?施加載荷（?如恒定溫度或熱流率）?，?并確定分析選項。?

選用AL材料，對流系數是曲線值。而SW中熱導率是170W/m^2*K發熱量在10個小燈珠區域，總計設為500W。熱對流只設置在外表面。對流系數25W/m^2*℃。初始溫度Initial temperature溫度設為22℃結果，最高溫度是130℃。

對FPD做一個持續時間600s的瞬態熱分析，初始溫度為700℃，自由對流冷卻到室溫30℃，在所有自由表面上施加對流換熱系數3.4E-5W/mm^2*℃，降低燒結的溫度到穩態室溫溫度。每60s儲存一次溫度結果，結果作為接下來非線性結構分析的輸入，來確定殘余應力。義齒建模在熱分析中，使用熱單元SOLID87對貼面和核芯劃分網格。

熱結構耦合處理穩態熱使用默認的分析設置來求解。完成后返回項目操做界面，通過拖拽將Static Structural與Steady-State Thermal模塊進行關聯。

瞬態分析的特點是隨著時間的推移溫度場不斷變化，除了與環境的能量交換還會涉及熱能儲存。穩態分析關注穩定狀態的解，是固定邊界條件問題。 有幾個方面的因素使穩態和瞬態求解具有非線性性質。最常見的非線性是由與溫度有關的材料性能引起的，特別是熱導率和比熱的溫度相關性。邊界條件，主要是對流和輻射，會引入其他非線性項。所有非線性分析必然涉及到求解迭代、誤差估計和收斂準則。

(題外話：物理上可能存在一個非常小的這種影響，但為了描述它，流體和結構之間的熱傳遞必須使用完整的流體-結構分析來計算，而不是使用對流條件來指定。) 變形可以被看作是與時間尺度有關的瞬時的，這就是為什么在每個時間點都有一個力學分析的穩態解。