网络投票开启 | 仿真应用大赛TOP优秀及入围作品公布

1. 作品名称：球形障碍物与电动汽车电池组之间的冲击载荷Impact load between spherical obstacles and electric vehicle battery packs

作者及单位：赵星明 | 中国第一汽车集团有限公司

作品简介：Severe plastic deformation is caused by the collision between road obstacles and the battery pack of electric vehicles, and it is one of the key factors of battery short circuit failure. Based on a certain type of electric vehicle, an explicit dynamic analysis method is used to establish a vehicle system dynamic model, and the effectiveness of the model is verified through a comparative analysis with tests. Under two typical operating conditions of the bottom scraping and the bottom impacting, the influence of different obstacle heights, positions, and vehicle velocities on the impact load between the battery pack and spherical obstacles is studied. Under the bottom impact condition, the battery pack mainly bears the vertical impact load. When the obstacle collides with different modules, the peak of vertical impact load linearly increases as the vertical distance between the obstacle and the battery pack increases. Under the bottom scraping condition, the battery pack mainly bears vertical and longitudinal impact loads. As the height of the obstacle increases, the peaks of vertical and longitudinal impact loads increase linearly, and the increase of longitudinal impact loads is greater than that of vertical loads. The vertical and longitudinal load peaks are linearly related to the square of velocity. When the velocity increases from 10 km/h to 70 km/h, the vertical and longitudinal loads increase by 296.2 % and 256.4 %, respectively. In addition, the change in the lateral position of the obstacle has a significant influence on the impact load under two typical operating conditions, and the closer it is to the inside of the vehicle, the greater the peak of the impact load.

入选理由：所做工作秉着较高的科学态度，对当前比较热门的新能源车刮底进行了完善的研究。针对刮底工况的影响因素进行了合理分析；建立了复杂的非线性轮胎有限元模型；仿真碰撞力与试验碰撞力的大小和趋势吻合。

2. 作品名称：复合材料旋转式公路护栏防车撞能力与导向机理

作者及单位：郑植 | 重庆大学

作品简介：为探究新型复合材料旋转式公路护栏防护能力与导向机理，采用 Ansys LS-DYNA 建立了轻型货车、中型客车、大型货车－护栏的精细化有限元模型，对相同防护等级下的旋转式护栏、三波护栏、混凝土护栏进行了碰撞仿真分析，并与实车碰撞试验进行了对比。分析结果表明：在轻型货车与中型客车碰撞下，三种护栏均能有效防护车辆撞击，顺利引导车辆转向；撞击旋转式 护栏纵、横向加速度最大值分别为 12.6g、9.7g，撞击三波护栏分别为 12.8g、11.5g，撞击混凝土护栏为 19.1g、16.1g；轻型货车撞击三种护栏，车辆驶出角度分别为 6.52°（旋转式护栏）、 5.1°（三波护栏）、12°（混凝土护栏），中型客车撞击下分别为 11°、13°、4°；相比于混凝土护栏，旋转式护栏在车头碰撞阶段撞击力峰值分别降低了 36%（轻型货车）、57%（中型客 车），甩尾碰撞阶段撞击力峰值分别降低了 82%、88%；相比于三波护栏，旋转式护栏最大横向变形分别降低了 89%、35%。在大型货车撞击下，三波护栏完整性不足，护板被撞断，车辆无法转向回到行驶方向，碰撞模式改变为以能量交换为主的偏置正碰；混凝土护栏则出现翻车；与混凝土护栏相比，旋转式护栏尽管甩尾碰撞阶段车辆左后轮也出现了明显抬高，但抬高到 86cm 后，将不再继续抬高，并逐步返回地面，撞击结束车辆驶出角仅为 7°，护栏最终横向变形为 327mm。沿轮轴中心上下一定距离设置两道防撞横梁是拨正车轮、防止拌阻的关键，且车轮回正以后绕轮轴水平方向的扭转基本锁死，车轮将平行紧靠在横梁上向前运动，并随着旋转桶反方向的旋转引导驶离护栏。

入选理由：该内容科学严谨，对当前热门又具创新性的的旋转式护栏和其他几种护栏进行仿真和试验的对比。成功验证了旋转式护栏的导向机理，这是试验难以获得的。

3. 作品名称：基于Ansys软件的数字化光学仿真平台应用

作者及单位：石博 | 成都京东方光电科技有限公司

作品简介：随着显示技术的发展，越来越多的新技术（如FDC、EES、COE、Tandem、阴极图形化等）开始应用于显示面板。基于Ansys光学软件，开发数字化光学仿真平台，在产品出图前模拟相关参数，筛选最优方案，提高设计准确性，减少DOE实验数量，缩短开发周期，降低开发成本。利用光学仿真，可以快速定位光学不良原因，明确机理，输出有效改善对策，优化设计方案。

入选理由：充分使用 Ansys 全系光学仿真工具，针对显示面板行业面临的一系列复杂行业难题进行了深入的仿真分析探索，仿真实测对比结果充分论证其仿真方法之准确性和先进性，对研发流程起到至关重要的作用。

4. 作品名称：碰撞工况下动力电池系统多物理场耦合仿真研究

作者及单位：邝男男 | 中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司

作品简介：新能源汽车的碰撞安全性一直是行业内关注的焦点。因此本文以LS-DYNA为基础，分析动力电池系统在碰撞工况下的电压、温度变化特性。本文采用“电芯-模组-电池包”的层层递进的研究思路，通过构建电芯级别的机-电-热多物理场耦合模型，分析电芯受到挤压后的温度、电压特性。对电芯模型进行扩展，构建模组、电池包级别多场耦合模型，分析在特定工况下电池系统的温度、电压变化趋势。通过研究分析，本文所构建的电池系统多物理场耦合仿真模型，与传统的电池系统力学模型相比，能够模拟电池系统受到挤压碰撞后的温度、电压变化趋势，可从多角度评估电池系统安全特征。基于此仿真技术，能够更加准确识别动力电池系统在碰撞过程中的安全边界，为从整车角度进行精确安全优化设计提供技术基础，降低研发成本，缩短研发周期。

入选理由：方法具有较高的创新性，所构建的电池系统多物理场耦合仿真模型，与传统的电池系统力学模型相比，能够模拟电池系统受到挤压碰撞后的温度、电压变化趋势，可从多角度评估电池系统安全特征。具有较高的软件应用深度，属于电－热－结构多物理场耦合仿真；很高的工程价值，此仿真技术，能够更加准确识别动力电池系统在碰撞过程中的安全边界，为从整车角度进行精确安全优化设计提供技术基础，降低研发成本，缩短研发周期。属于国内首次具有较为完整的将多物理场电池挤压用在整车碰撞级别的应用。

5. 作品名称：偶然冲击荷载作用下土木工程结构的仿真评估分析

作者及单位：柳春 | 广东和立交通养护科技有限公司

作品简介：为保证土木工程结构在生命周期内的健康，需要对其进行安全评估分析，特别是评估—些偶然冲击作用对土木工程结构的影响。目前主要的一个评估方法是仿真评估方法。可以肯定的是仿真评估分析对高校学生来说是一个不错的科研选题，同时对于企业生产者来说也是一个很有前景的业务。本人依据高校学习经验以及企业工作经历，介绍近些年利用LS-DYNA软件做的—些科研和生产项目(比如公路护栏研发、边坡地质灾害柔性防护、桥梁抗撞评估等)，以期能帮助到对这方面有兴趣的同仁。

入选理由：内容具有较高的科学严谨性和高度复杂性。仿真方法具有极高的推广价值和工程价值，可以为社会带来可观的经济价值，并保护人民的生命安全；具有较高的软件应用深度，包括冲击流固耦合、碰撞安全；在边坡地质灾害柔性防护的仿真应用上，泥石流的模拟和柔性网的建模有较高的创新性。

6. 作品名称：硅中介层HBM SI仿真自动优化流程AI-Enhanced Automated Optimization Workflow for HBM Interconnect on Interposer

作者及单位：马世能 | Sanechips Technology Co.,Ltd

作品简介：随着AI普及，对高带宽内存的需求不断增加，AI/GPU 芯片对此尤为明显。在此背景下，用于Die2Die UCIE接口 和 SOC to HBM 互联接口在芯片互连中变得更受欢迎。然而，这些在硅中介层上的互联设计面临着挑战，如走线宽度小、互连密度高以及没有完整参考平面等。传统的SI手动优化流程由于耗时长，已不再适应当前的需求。因此，迫切需要一种高效、准确的仿真分析流程。本文提出了一种高效的中介层高速设计仿真和优化流程，该流程由 optiSLang 驱动，允许用户配置设计参数和目标。通过应用多种AI/ML算法，探索求解空间以确定最佳设计方案。这一流程作为闭环自动迭代优化过程来运行；与传统的方法比，它显著提高了准确性、速度和实用性。验证结果证明了其有效性和适用性。

入选理由：该论文通过创新的产品组合和AI/ML技术为HBM interposer信号路径设计找到最佳设计方案，有很好的工程实用性。

7. 作品名称：基于PoF的可靠性寿命仿真技术应用实践

作者及单位：王甜 | 中兴通讯股份有限公司

作品简介：“双碳”战略大背景下，基站节能需求迫切，智能启停技术应运而生，基站设备工作剖面颠覆性变化，焊点、凝露等问题成为瓶颈；既有产品开发流程，可靠性验证具有滞后性，无法实现设计前期痛点白盒化。本实践基于Ansys Sherlock，立足焊点可靠性风险痛点问题，通过典型机型PCB仿真，仿测对比验证，成功识别PCB在板薄弱器件，建立可靠性寿命仿真能力，填补该项技术空白。形成自有模型库，新研产品覆盖率90%以上，实现痛点识别前移，提升一版成功率。

入选理由： 本文使用Sherlock分析通讯产品焊球温循，逻辑严谨，从可靠性发展及基础出发，介绍Sherlock理论并进和ZTE实际产品温循实验行对比，分析芯片失效原因并提出改进措施，可以很好指导电子元器件焊接寿命分析，并能在开发早期识别PCB设计痛点，代替实物试验降本提效，提供改进建议及效果量化评价。具备很好的工程仿真价值。

8. 作品名称：高速serdes从设计到Signoff阶段的电磁解决方案Electromagnetic Solutions From Design to Sign-Off Stage For High-Speed SerDes Design

作者及单位：严锦荣 | 中兴微电子有限公司

作品简介：In high-speed SerDes design, with the increase of data rate, especially up to 56G and above, to understand the EMag coupling between various elements of a high-frequency semiconductor device is very important, these EMag interactions include not only the silicon chip but also extend to the package that encloses it.  At sign-off phase, It is common to find that block level pre-LVS EMag simulation result shows big difference when compare with measurement data, it is very necessary and important to perform EMag simulation at sign-off phase to reduce the gap.  EMag die + Package modeling flow to predict the impact of EMag coupling with package layers accurately at block design stage is very necessary and important.  Traditional EMag simulations method only consider chip coupling and not the packaging layers with on-chip metals model, resulting in performance degradation that may lead to design specification violations  Traditional EMag flow only extract layout with passive devices, designers need to manually pick out key routings, create ports, then manually  “stitch” them to schematics for circuit simulation. This requires a lot of manual work. If EMag coupling is not fully considered, it will lead to a large mismatch between post-LVS simulation result and measurement Post-lvs electromagnetic simulation to resolve mismatch between post-simulation and measurement at sign-off stage can better ensure silicon success.

入选理由：高速片上高速信号设计电磁抽取考虑和封装之间的电磁耦合可以很好的弥补仿真精度的损失，提升高速serdes设计师的的电磁分析信心。在后仿sign-off阶段通过关键高速路径电磁抽取模型替代传统RC模型，能更好的实现和测试数据的弥合，实现精准签核，有极高的工程仿真价值。

9. 作品名称：基于Ansys软件的燃氢转子发动机缸内流动和燃烧仿真研究

作者及单位：陈伟 | 湘潭大学

作品简介：本作品旨在面向国家“双碳”目标，研究绿色零碳排放动力装置-燃氢转子发动机。首先，基于Ansys软件平台，利用其三维建模（SpaceClaim）和流体仿真模块（Fluent）建立了耦合化学反应动力学的燃氢转子发动机三维数值计算模型。接着，基于自编程模块定义了转子运动数学方法，实现其完整工作过程的动态更新；随后结合CFD可视化手段，直观分析了缸内的流动、燃烧及排放基本规律。最后，通过设计不同的进气方式和缸内喷氢策略，获得了进气和喷氢策略对混合气分布、火焰传播及燃烧性能的影响规律，实现发动机功率提高17%的目标，给出了面向实际工程应用的优选参数。

入选理由： 该作品采用Ansys CFD工具针对燃氢转子发动机进行了仿真分析和优化设计。针对转子发动机复杂的运行模式，创造性采用SCDM创建了转子发动机参数化模型，并进行了网格划分和加密。采用Ansys Fluent UDF自定义函数和强大的动网格功能实现了转子发动机缸体和三角转子的耦合周期运动效果，呈现了转子发动机完整工作过程。基于实验数据对Fluent氢气燃烧模型的准确性进行了验证，建立了耦合氢气化学反应动力学机理的仿真模型，验证了Ansys Fluent氢能燃烧模型的准确性。最终通过对不同进气方式和缸内喷氢策略的参数化研究，综合考虑发动机缸压、功率和燃烧性能，选取了最优的设计方案。借助Ansys CFD产品，最终实现了发动机功率提升17%、氮化物排放降低的良好效果。展现了Ansys CFD产品对复杂运动部件的处理能力和高精度的氢能燃烧模型，以及Ansys CFD产品在指导客户优化产品设计方面的巨大作用。

10. 作品名称：一种提升大尺寸封装翘曲仿真精度的解决方案A solution to improve the simulation accuracy of large-sized packaging warping

作者及单位：宋婷婷 | 深圳市中兴微电子技术有限公司

作品简介：With the development of advanced packaging technology, both the increase of die size and Chiplet technology will increase the package size. In addition, the number of substrate layers is also increasing, which will inevitably lead to greater package warpage. Excessive warpage will lead to failure problems such as substrate delamination. For ball grid array (BGA) packaging, it will also lead to solder joint failure such as bridging and false soldering in the process of welding the packaging chip to the PCB board, which will affect the yield of the board on the chip. Therefore, the accurate prediction of package warpage is particularly critical. In this paper, the warpage of package in the reflow process is analyzed by finite element analysis (FEA) with Ansys. Firstly, the sensitivity of the material parameters used in the simulation is analyzed by optiSLang. Then, by calibrating several sensitive parameters, the package warpage simulation and shadow moire data are fitted by using the DOE optimization algorithm in the software to complete the material parameter correction and model calibration. Paper’s main conclusions are as follows: 1.Through the DOE analysis of software optiSLang, the material parameters that account for a large proportion in the sensitivity analysis are calibrated with the warpage curve in the reflow welding process as the regression target. The difference between the optimized simulation results and the measured warpage value is no more than 15um, which proves the reliability of the optimization method. 2.When Thermal Interface Material(TIM) is selected as indium, because the material will melt above 150 ℃, we use the birth and death element method to simulate this process in the simulation process of reflow warping, so that the final simulation result is consistent with the measured direction of shadow moire, and the error is within 10%, which further verifies the accuracy of the optimization method.

入选理由：随着芯片size持续增大，PKG size越来越大，die ratio占比越来越高，对oS挑战就越来越大。大尺寸封装翘曲表现出翘曲大形状怪的现象，给工艺和仿真带来很大的难度。本文使用optiSLang联合Mechanical标定材料参数，并得到影响翘曲最大的参数。后续在分析中采用上述方法，仿真和实测结果精度在90%以上。上述方法可以很好指导芯片封装的翘曲类分析。

11. 作品名称：一种用于早期3DIC die 内设计的有效热管理方案 An Efficient Early Thermal Management Solution in 3DIC design

作者及单位：丁萍 | 深圳市中兴微电子技术有限公司

作品简介：For these advanced package design, such as 2.5D/3DIC, power, thermal, electromagnetics and mechanical – and their highly coupled interactions – are the primary limiters of entitled performance, yield and cost. As we know, when temperature increases, it increases the device leakage power consumption, and requires more cooling costs. Also, temperature increase can have tremendous negative impact on the overall design performance, such as device performance degradation, and the thermal induced noise can change the light wave phased in optical designs.  Higher thermal effects also cause reliability issues, like electromigration failure, aging issue, and stress related failures. So thermal management becomes very important to avoid thermal runaway and reliability issues. However, full 3DIC system thermal analysis with detail CTM takes too much time at sign-off stage, and once thermal issues arise, there is no space left to adjust on the SoC die. Therefore, in most cases, upgrading cooling equipment is almost the only option, and the cost is too high! We seek a shifting left method to manage chip thermal in the early stages. Early thermal management can more efficiently avoid thermal run away, reduce thermal management costs, and give designers more confidence during design sign-off analysis. Thermal aware floorplan & power plan with preliminary collateral in RedHawk-SC-Electrothermal at early stage can analyze and predict power-thermal reliability issues, identify thermal issues early enables fixes/changes that can have a profound effect on reducing failures with a minimum of design effort. Through early-stage thermal-stress analysis, we can avoid the warpage and solder joint reliability issues caused by thermal expansion.

入选理由：有效的热设计是3DIC设计成功的关键，在floor plan阶段把散热作为其中一个因素考虑进去，是一种行之有效和比较创新的3DIC早期热管理方法。该方法也探讨进一步深入研究的可能性，比如借助AL/ML技术自动完成最佳热管理floor plan的实现。

12. 作品名称：发动机结构仿真全流程自动化

作者及单位：韩晗 | 康明斯

作品简介：在当前项目开发过程中，有限的时间和资源给我们产品的快速开发和“Right the Frist Time”带来了很大的挑战。在这样的环境下，如何快速、有效、准确的支持分析任务是我们面临的主要困难。对于很多分析任务，工程师通常花费大量的时间在模型前处理和结果后处理上，这些任务通常是繁琐而重复的任务，因此我们开发了自动化前处理和后处理工具来替代以上工作。我们使用Python对Ansys进行二次开发，在SpaceClaim中实现了模型自动前处理，Mechanical中实现了模型接触创建、载荷加载以及自动处理模态、应力、疲劳等结果，并自动写成结果报告。通过实现模型前处理和结果后处理的自动化，可以明显提升分析效率和准确性。

入选理由： 使用Python对Ansys进行二次开发，在SpaceClaim中实现了模型自动前处理，Mechanical中实现了发动机模型接触创建、载荷加载以及自动处理模态、应力、疲劳等结果，并自动写成结果报告。通过实现模型前处理和结果后处理的自动化，可以明显提升分析效率和准确性。本文使用PyMechanical进行流程自动化，可以很好降低仿真前后处理时间，提升效率，值得推荐和推广。

13. 作品名称：圆柱锂离子电芯热失控试验与仿真

作者及单位：昂金凤 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司

作品简介：本文以某圆柱锂离子电池为模型，分别建立实体的模组热失控实验和基于ansys_fluent平台的热失控仿真进行对标。实验和仿真分别做了开启液冷和不开启液冷作为对照组。结果显示：试验中，未开启液冷组，加热146s时电芯发生热失控，起爆时中心电芯温度约110℃，并引发周围电芯失控；在开启液冷组，则未出现热蔓延。仿真中，未开启液冷组，被加热电芯在95s左右发生热失控，随后在320s左右引发周围第二颗电芯的失控，引发热蔓延；而作为对照的开启液冷组，则未出现热蔓延。仿真基本再现了实验的热失控过程。

入选理由：模型包含电芯内部和壳体等较为详细的建模，以及电池包内的电连接、灌封胶、蛇形冷却通道等部件。使用Fluent最新的热失控模型分别计算了开启和未开启液冷工况下的热蔓延，并与实验结果比较，可以得到趋势较为一致的结果。

14. 作品名称：基于Adjoint-solver的进气道设计的自动优化方法

作者及单位：刘佳薇 | 康明斯东亚研发中心有限公司

作品简介：本文介绍了一种发动机缸盖进气道自动化优化的工具和方法，与传统方法主要依靠分析工程师和设计工程师的手动迭代优化进气道设计相比，该方法可以帮助工程师了解模型针对指定参数的敏感性程度，通过对网格的无极变形，对模型进行关键结构的变形，此方法可以大幅提高分析效率，使得分析工程师和设计工程师之间的迭代次数由原来的上十次甚至数十次减少到2-3次。这极大地降低了沟通和时间成本，同时，该工具可以得到迭代过程的文件，用于积累设计经验和总结流动分析规律。

入选理由：综合应用了伴随求解器，复杂工程优化目标定义，几何模型自动重构等多个Ansys 新功能和解决方案，整个优化流程封闭，具有很强的流程推广价值；Adjoint Solver在汽车Tier 1 供应商的首次工程化应用，对推动Fluent在整车零部件行业的渗透力和影响力具有非常正面的作用。

15. 作品名称：借助Redhawk-SC SigmaDVD大幅提前芯片级动态IR仿真Die-Level Dynamic-IR Analysis Shift-Left Enabled by RedHawk-SC SigmaDVD

作者及单位：吴瑞琦 | 厦门紫光展锐科技有限公司

作品简介：As Silicon scaling continue to reach into Angstrom domain, dimension scaling slows down. however silicon feature and compute power stills continue to increase at rate comparable to Moore’s Law. Power Integrity is now becoming a key challenge for sub nanometer processes. Die-level Power Integrity signoff is normally done at the final stage of IC design. Power-Plan design and synthesis on the other hand are done before Automated-Place-And-Route (APR). A key conundrum for Power Plan design and synthesis, is the lack of reference information, especially for new IP, such as a latest high-performance CPU. A tapeout quality IR signoff for APR, requires a post-routed (final-stage) APR database, a couple of post-layout simulation pattern which exercises the logic to consume current from the on-die power-grid in a near-realistic worst-case manner, an optimized package model which describe the package ball to bump impedance. All three critical input information for IR analysis becomes available only at the end of the IC implementation process, posing risk to tapeout schedule and possible IC failures due to severe IR drop.  In this presentation, we demonstrate how Sigma-DvD resolve this conundrum, allowing our engineers to identify Dynamic-IR hotspots, without end-of-the-stage functional pattern, and hence “shift-left” to strengthen Power-plan on potential weak-spots, before the weak-spots gets identified too late in the implantation process.

入选理由：在芯片设计早期提升芯片操作场景的覆盖率，并降低不同场景下可能出现的设计风险一直是行业难题。该论文通过创新技术提供了一种行之有效的思路，在早期成功预测了后期向量分析出现的风险点，有很高的工程实用价值。

16. 作品名称：Ansys RBF Morph与optiSLang在蜗壳TMF失效问题中的应用

作者及单位：王力晓 | 康明斯涡轮增压技术有限公司

作品简介：涡轮增压器是提高发动机性能的重要部件。涡轮增压器的发展历程并非一帆风顺，早期的涡轮增压器结构简单，性能有限，可靠性也面临诸多问题。随着技术的不断进步，材料科学的发展以及制造工艺的提升，涡轮增压器在效率、耐久性和响应速度等方面有了显著改善。从航天科技产业拓展至汽车零部件行业，热机械疲劳问题一直是亟待解决的重大挑战。热机械疲劳（TMF）是指材料在热膨胀后遭遇机械载荷时产生屈服的现象。当材料在高温、低温之间反复交替，内部会发生反复形变，这种周期性的应力变化即被定义为疲劳。对于增压器中的蜗壳，其外表面温度通常在 500 至 800 摄氏度范围内，常规的材料特性已无法满足评估性能的要求。因此，可靠的材料参数对于蜗壳外表面疲劳寿命的计算至关重要。至今，疲劳的计算已拥有一套成熟且可靠的方法，然而当前的难点在于如何优化出可靠性卓越的结构。当下主流的优化方式主要依赖人工操作，凭借仿真工程师和设计工程师丰富的经验。这虽能保障可靠性，但在工作效率的提升方面存在明显缺陷。因此，引入计算机优化不仅能够胜任相关工作，还能节省大量资源。在保证可靠性的基础上，最大程度缩短优化时间，从而大大提高工作效率。基于此背景，本人将 RBF Morph 工具引入优化工作，把参数化计算交付给 optiSLang 来处理（Ansys 工具中提供了基于网格的形状优化工具 RBF Morph 以及专业的参数优化工具 optiSLang）。仅需花费一定时间进行参数添加与调试，就能极大地节省时间并提高可靠性。

入选理由： 论文将RBF Morph 工具和optiSLang联合，分析涡轮增压产品的疲劳寿命，可以提升76%优化效率。值得在优化领域进行推广。RBF结合optiSLang、Mechanical进行涡轮增加设备疲劳分析是比较创新新的优化方法，值得广大客户使用。

17. 作品名称：基于CFD-DEM双向流固耦合的WHEC型步进式冷却机红河现象仿真分析

作者及单位：陈宝新 | 中建材（合肥）热工装备科技有限公司

作品简介：本报告介绍了中国建材装备集团合肥院开发的WHEC型步进式冷却机的仿真研究。采用CFD（计算流体动力学）和DEM（离散元法）双向流固耦合仿真方法，首次实现了WHEC冷却机的冷却及运动过程模拟。WHEC冷却机应用于水泥、冶金、锰业和锂业等领域，具有高冷却效率、高热回收效率和低磨损等优点。报告重点分析了冷却机的红河现象，由于出窑大小颗粒离析导致冷却困难，影响设备性能和寿命。通过CFD-DEM耦合仿真，研究了冷却机内部流体和颗粒的动态行为，并提出了优化篦板设计的创新解决方案，增强换热效率并避免吹穿现象，有效解决了红河问题。本报告为进一步优化WHEC冷却机的设计和运行提供了重要的理论依据和技术支持，展示了CFD-DEM耦合仿真在工业设备优化中的应用潜力。

入选理由： 采用CFD-DEM耦合的方法，可以精确考虑颗粒之间的相互作用行为，对涉及颗粒运动的类似场景具有很强的借鉴意义。

18. 作品名称：基于Ansys Maxwell的四通阀电磁和温度性能设计方法 Design methodology for electromagnetic and temperature performance of four-way valves  based on Ansys Maxwell

作者及单位：张克鹏 | 浙江大学

作品简介：空调系统中常用四通阀来切换制冷或制热模式，而电磁性能和温升性能的不匹配可能会降低空调系统的性能。本文的目的是根据磁路分割法和动态反馈的原理，通过Ansys Maxwell耦合电磁性能和温升性能，开发一种新的四通阀设计方法。在该方法中，首先根据电磁感应原理建立电场和磁场之间的数学关系；然后将电磁力与线圈结构、温度等参数进一步关联，建立动态方程；最后在现有四通阀结构的基础上，通过磁场分割法建立线圈产生的磁路数学模型。研制出了四通换向阀的原型，并通过实验方法验证了四通换向阀在特定工作条件下的电磁性能和温度性能。考虑到电阻随温度的变化和机械制造误差，实验结果均在误差允许范围内，进一步验证了设计方法的有效性。仿真和实验结果都表明，本文提出的方法为交流四通换向阀电磁铁的设计提供了一种新思路。

入选理由： 首先建立了四通阀的电路模型，再结合电磁场有限元，建立了四通阀的磁路模型，形成了兼顾速度和精度的新的四通阀分析方法，最后使用Mechanical分析了四通阀的温升。仿真模型考虑了电磁性能和温度性能，仿真结果与实测结果吻合，方法得当。

19. 作品名称：optiSLang AI+对Dk\Df拟合的加速作用

作者及单位：陈兵 | 联想（北京）有限公司

作品简介：由于信号工作频率越来越高，获得准确的频变介电常数、损耗因子来提升信号完整性仿真准确性变得尤为重要。本文使用电磁仿真软件Ansys Electronics Desktop（AEDT）和优化软件optiSLang联合仿真，以实际测试结果和仿真结果的差值作为优化目标，利用optiSLang中的DOE算法，通过迭代优化可以准确提取印刷电路板（PCB）材料的电性参数，再以PCB材料的电性参数作为已知属性，提取冷却液的介电常数和损耗因子。在此基础上，进一步验证了optiSLang AI+功能对电性参数提取的加速作用。

入选理由： 服务器液冷材料的拟合并无现有数据供参考，本文使用Ansys 工具成功在项目上进行了实践，取得了较好的仿/测试一致性数据 ，流程中还应用了AI的方法加速仿真，为液冷材料的电磁特性拟合提供较好的分析思路和流程。

20. 作品名称：地球赋形波束的低轨卫星数传透镜天线设计

作者及单位：穆继芒 | 华南理工大学

作品简介：固定波束的低轨卫星数传天线，为获得最佳的对地球表面的数据传输，因此希望在很宽的角域内能实现对地面近似等功率密度照射。由于低轨卫星到地球表面不同位置的距离变化很大，导致空间衰减差异明显。本作品采用射线光学原理设计了一款介质透镜天线，利用ansys高频电磁仿真工具HFSS，设计和仿真了初级辐射馈源、透镜天线。并且对透镜与真空界面的波阻抗匹配进行了扫参优化仿真。在精确的仿真结果基础上，对透镜天线做了设计修正，实现了地球赋形波束的辐射性能。

入选理由： 关于地球赋形波束透镜天线非常完整全面的内容，从远离，到设计，再到仿真，到优化改进的完整过程，内容全面，研究深入，作品有较好的工程仿真价值。

21. 作品名称：基于Ansys Electronics的数字孪生 – 未知电磁源重构

作者及单位：王迪 | 浙江大学

作品简介：电磁干扰分析中，大多数实际的电磁干扰（EMI）源过于复杂，无法使用 3D 全波软件进行完整建模，甚至由于其内部结构未知而无法建模。电磁源重构方法提供了数字孪生（等效电磁源）来表示真实、复杂的EMI源。真实源及其等效源都具有相同的辐射近场。我们通过扫描干扰源的近场电磁场信息和优化算法，提取其等效电磁源-偶极子。并编写脚本文件，在Ansys Electronics中导入这些等效源，通过仿真结果表征实际干扰源远场辐射和近场耦合特征，极大降低了建模复杂度。通过几块典型的集成电路芯片，验证了等效源的准确性。

入选理由：对基于测试数据的干扰源重构，从理论、方法、流程、实现、验证各个阶段都进行了详细的研究和比对，对未知电磁源干扰场景的应用，具有切实的参考意义。对未知电磁源的模拟，对EMI等更高层级的仿真和模拟，提供了必要的思路和方法，具有实际操作指导意义。

22. 作品名称：40.5kV罐式环保型充气柜隔离开关仿真分析

作者及单位：李永才 | 西电宝鸡电气有限公司

作品简介：40.5kV充气柜广泛应用于城市电网建设、城市轨道交通，目前国内40.5kV开关柜主要为采用SF6气体绝缘的箱式充气柜。干燥空气GWP值为零，更加安全环保，相同压力下干燥空气的绝缘水平是SF6气体的30%，散热能力是SF6气体的25%。我们考虑使用铝合金罐式结构利用其承受压力高的优势，充入更高压力的干燥空气来解决绝缘与温升的难题。本次对研发的罐式环保型充气柜隔离开关进行仿真分析，确保其绝缘和温升性能够满足产品型式试验要求。

入选理由： 该作品使用Maxwell和Fluent对隔离开关的电场、损耗和温升做了非常完整详细的仿真，能够有效的指导产品设计。