有限元分析方法在经历近一个世纪的变革,在解决复杂工程问题是已成为最主要的工具,解决了众多工程实际问题,例如在产品热设计方面,降低原型制作成本、在设计早期发现问题、了解物理测试中不易测量的热现象等。
热分析(Thermal Analysis)软件
是一种用于测量材料热力学参数或物理参数随温度变化关系的工具,它通过数值模拟在电子产品的设计阶段获得温度分布,帮助设计人员发现产品的热缺陷,从而改进设计,提高产品的合理性和可靠性。
应用领域
热分析软件在工程和科学领域中得到广泛应用,如电子产品的热设计领域,通过建立温度场和流场的数学模型并求解,为产品设计提供有力支持,可帮助工程师和研究人员解决热流问题、设计和优化热管理系统,并提高产品性能和可靠性
然而,为了解决确切的问题以及确保项目进度和预算,选择合适的软件更为关键。
为了选择正确的CAE软件,特别是在一个建立良好的产品设计研发团队中采用“仿真驱动设计”方法,这里需要考虑4个主要因素:
1) 求解器能力
2)建模容易:CAD兼容性和集成建模工具
3) 图形输出和报告的速度和便利性
4) 在现有产品设计过程中易于学习和专业的技术支持
1.求解器能力
•传导、对流和辐射问题
•温度相关的材料特性和边界条件(非线性传热)
•时间相关热效应(瞬态热分析)
•热-结构耦合分析,以计算热应力和变形
•热-流体耦合分析,用于计算自然/强制对流问题
2.建模容易
新产品是用CAD工具设计的,市场上有许多CAD工具,甚至在一个团队中,通常也会使用不同的CAD工具。因此,CAD兼容性是另一个需要考虑的关键能力。
4.易于学习和专业的技术支持
为了充分利用有限元分析模拟的能力并创造最大价值,设计工程师需要学习有限元分析软件以及一些专业的工程知识。有时,设计工程师需要与团队中的分析专家一起完成更复杂的分析,这个时候需要有系统性的培训,以及在使用过程中能有专业的技术支持提供
midas NFX 结构模块
支持热传递、热对流、热辐射(含空腔)分析
支持热变形/热应力自动耦合计算
稳态/瞬态热传递分析(温度材料模型,非线性辐射)
发热、传导、对流、辐射(空腔辐射: 开/关条件,自动计算热辐射系数)
传感器(sensor): 根据条件自动终止分析®缩短分析时间及可设置特定条件
支持热接触(不连续网格之间的热传递)、潜热项(由相变产生)
midas NFX流体模块
支持热流分析、共轭传热分析、流-固-热三场耦合分析、太阳载荷分析
支持:
aligning adjacent elements, supporting contact conditions
空腔辐射 : Closed/Open conditions, clustering support
强制对流: Two-step stabilization while analysis, FAN boundary conditions, MRF functions
自然对流 : Analysis of Ideal gas behavior, Setting the minimum number of divisions in the element thickness direction
结构热荷载分析 VS 热分析
1D(线单元)+3D(实体单元)管网分析-多尺度
风扇模拟
简化建模⇒尽量减少单元数量
使用风扇性能曲线⇒自动确定流量
能够在设计早期确定风扇冷却性能。
储能系统分析Energy Storage System
夏季主要部件的最高温度分析
确保每个房间都符合设计标准
过滤器分析
过滤器压力损失分析
考虑筛网和多孔板的速度确定压力损失
冰箱分析
根据温度传感器的操作分析冰箱内的温度
使用功能控制冷空气的开/关
高温/高压用泵冷却销的设计
刹车碟分析
相关热理论
热传递Conduction
热对流Convection
热辐射Radiation