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CFX—Ansys单向流固耦合分析 之 散热器热分析 步骤

CFX—Ansys单向流固耦合分析 之 散热器热分析 步骤
CFX—Ansys单向流固耦合分析 之 散热器热分析 步骤

CFX—Ansys单向流固耦合分析

——散热器热分析

1.计算模型

模型一般选用Iges格式,单位mm,去掉直径小于φ30的孔及半径小于R10等细小特征,将散热元器件接触面分割出来。

2.元器件发热量

IGBT损耗

IGBT器件损耗包括IGBT、FWD稳态损耗及开关损耗。根据I C=f(V CE)查出V CE 及I C的两个值,分别输入表一中,即可求出IGBT的稳态损耗P IGBT-DC,根据表

二求出FWD的稳态损耗P FWD-DC 。

根据表三、表四求出IGBT的开关损耗,表五求出FWD的开关损耗。根据已知的电阻、电流查出损耗值,然后根据实际电阻及已知电阻的比例关系求出实际

的损耗值。

整流桥损耗

根据公式求出I dc,然后查表得出整流桥损耗,其中I o为电流值,其他参数不变。

具体参见“IGBT、整流桥功耗计算(ECM※).xlsx” 及元器件手册。热量输入采用热流密度,单位W/m2。

3.创建文件夹

a)建立一个总文件夹,如“radiator(ECM43)”

b)在radiator(ECM43)里建立IGS、hm、cfx及wb文件夹,IGS文件夹里放入模型数据,

hm里放入网格数据,cfx里放入流体分析文件,wb文件夹里放入热分析文件 4.网格划分

采用Hypermesh划分网格,必须使散热器网格与流体网格坐标一致。

4.1.启动“Hypermesh”

在桌面上双击图标

开始?所有程序?Altair Hyperworks 8.0 sr1?hypermesh

4.2.导入模型

File?Import?Geometry?IGES

Geometry Color?By Topo

Shaded Geometry and Surface Edges

4.3.程序参数设置

数据格式选择Preferences?User Profiles…

选择Preferences?Options,

4.4.体网格划分

3D?tetramesh?volume tetra

Enclosed volume:,

Hint:Shift+左键拖动选择散热器全部表面

点击开始网格划分,看到提示信息表示网格划分结束。

4.5.网格质量检查

快捷键F10,3‐d?tet collapse

如果collapse值为0.00,建议减小单元尺寸重新划分网格。

4.6.生成面单元

Tool?Faces???

4.7.建立IGBT、整流桥单元集

在左侧列表中建立IGBT及整流桥的Component。

快捷键Shift+F11

?????

选择IGBT对应的表面,点击完成操作,然后将整流桥对应的网格移入“bri”里。

删除临时网格“~faces”

此时,散热器网格已经划分完毕,下面进行流体网格的划分。

4.8.建立流体通道壁面模型

只显示散热器曲面

复制通道模型至新建组“cfd‐sur”

快捷键Shift+F11

闭合曲面

Geom?Surfaces?Spline/filler

4.9.面网格划分

快捷键F12

选择流体入口及出口表面划分网格,单元尺寸为0.001m,单元类型为“混合型”

或选择“正方形”,并且选择“一阶”。

对剩余表面划分网格,并改变单元尺寸,这样可以大减少单元的数量,且不会影响分析结果。但是要注意单元的“边长比”不能超5。

新建两个组“fixed”及“float”

固定边界可以用来表示流体壁面,可移动边界表示流体的入口及出口。

将入口及出口网格移入“float”,其他网格移入“fixed”

快捷键Shift+F11

4.10.流体网格划分

3D?tetramesh?CFD mesh

固定边界层选择组“fixed”,移动边界层选择组“float”。

边界层数量为1

边界层厚度略小于单元尽寸

单元生长率1.01~1.2

过渡层选择“all prism”

4.11.网格质量检查

如果太多网格质量太差可能导致分析失败!

4.12.生成面网格

参见4.6。

4.13.建立新组“inlet”、“outlet”、“wall”并改变颜色

4.14.将对应入口、出口以及壁面网格分别移入“inlet”、“outlet”及“wall”里

在Hypermesh里新建这三个分组很有必要,否则在CFX中需要重新生成这些分组,Hypermesh在网格处理方面的优势可以大大提高工作效率。

4.1

5.删除临时网格“~faces”

此时我们完成了网格的划分工作!

4.16.网格导出

选择流体网格对应的组

Files?export?displayed?write as,建议命名为fin**.bdf。

后缀为“.bdf”,如果没有得手动添加。注意导出的网格不要包括实体或曲面,否则计算软件不能识别会出现错误。

选择散热器网格对应的组

导出的散热器网格必须包括IGBT及整流桥的网格组,否则很难在workbench 中将生成该组,无法加载边界条件。

Files?export?displayed?write as,建议命名为radiator**.bdf。

5.有限元分析

流体分析采用CFX软件,散热器热分析采用ansys求解器,耦合分析采用Workbench 集成环境。

5.1.流体分析

导入流体网格,选择fin**.bdf

更改面网格名称

定义流体域,名称采用fin**

设置边界条件

“inlet”

“outlet”

“wall”

初始条件

初始条件基本使用默认即可,不需要设置,只在选择“Turbulence Eddy Dissipation”即可。

求解控制

最大迭代次数改为1000,保证计算收敛。

求解

不需要做任何设置,点击“Start Run”即可启动CFX求解器。程序自动运行并显示求解过程,即收敛过程。计算收敛或者达到最大迭代次数,计算终止,此时可以进入CFX后处理器查看结果。

求解完成后生成结果文件“fin**_001.res”。

5.2.热分析

采用Ansys Workbench进行热分析,期间将CFX求解的流体结果加载到散热器模型上。

5.2.1.启动workbench

5.2.2.点击“Finite Element Model”启动有限元模块,然后选择Hypermesh导出的网格模

型radiator**.bdf。

选择默认的单位系统,如图所示:

生成实体模型

Hint:workbench中必须有实体模型才可以定义模型属性。 5.2.3.分析模块

定义材料属性

先选择实体

材料选择铝合金。

5.2.4.定义边界条件

定义热流密度

分别选择IGBT及整流桥表面作为热载荷加载区域,并输入之前求得的热流密度值。 定义对流换热系数

从CFX分析结果中导入对流换热系数值。

按住鼠标左键,从右向左滑动选择全部翅片

导入CFX结果

定义热辐射

黑度定义为0.41,环境温度为40度。

Hint:黑度为铝质表面向外部散热量与黑体表面向外部散热量的比值。

几何体选择除IGBT及整流桥外的全部表面。

5.2.5.求解

如果网格超过20万个,求解时间较长,一般推荐在10万以内。

6.生成报告

在左侧树状列表中删除多余项目,然后选择页面打开报告。

电风扇调查报告

电风扇调查报告 篇一:电风扇市场调查报告 摘要 将设计的产品形态现代简约,采用对称造型,体现雅致清新的气质,符合现代都市人的审美意识。产品尺寸、比例适当、功能合理,符合一般用户的使用习惯和使用环境要求。 设计一款现代、大众风格的家用台式风扇。造型风格上符合都市大众的审美需求。 本次设计主要运用3dmax了中3dmax部件的设计;进行电风扇的后期处理。 目录 1绪论???????????????????????????????????12电风扇市场调查??????????????????????????????2 2.1前言??????????????????????????????????2 2.1.1调查对象????????????????????????2 2.1.2调查时间????????????????????????2 2.1.32 2.1.42 2.1.52 2.1.62

2.1.7232 3.1产品因素????????????????2 3.2功能???????????3 3.2.13 3.2.1.13 3.2.1.23 3.2.1.33 3.2.1.43 3.2.2?????????3 3.34 3.3.14 3.3.1.14 3.3.1.24 a4 B4 5 5 3.3.2.15 3.3.2.26 3.3.2.3扇叶?????????????????????????????????6 3.3.2.4网罩?????????????????????????????????7 3.3.2.5升降机构与底座????????????????????????????7

ANSYS非稳态热分析及实例详解解析

本章向读者介绍非稳态热分析的基本知识, 主要包括非稳态热分析的应用、 非稳态热分析的基本步骤。 非稳态导热的基本概念 非稳态热分析的应用 非稳态热分析单元 分析的基本步骤 丄本章案例 钢球非稳态传热过程分析 不同材料金属块水中冷却的非稳态传热过程分析 高温铜导线冷却过程分析 7.1 非稳态热分析概述 物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。 根据物体温度随着时间的推移而变化的 特性可本章要点 非稳态热分析单兀、

以区分为两类非稳态导热:物体的温度随时间的推移逐渐趋于恒定的值以及物体的温度随时间而作周期性的变化。无论在自然界还是工程实际问题中,绝大多数传热过程都是非稳态的。许多工程实际问题需要确定物体内部的温度场随时间的变化,或确定其内部温度达到某一限定值所需要的时间。例如:在机器启动、停机及变动工况时,急剧的温度变化会使部件因热应力而破坏,因此需要确定物体内部的瞬时温度场;钢制工件的热处理是一个典型的非稳态导热过程,掌握工件中温度变化的速率是控制工件热处理质量的重要因素。再例如,金属在加热炉内加热时,需要确定它在加热炉内停留的时间,以保证达到规定的中心温度。可见,非稳态热分析是有相当大的应用价值的。 ANSYS 11.0 及其相关的下属产品均支持非稳态的热分析。非稳态热分析确定了温度以及其它随时间变化的热参数。 7.1.1 非稳态热分析特性 瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。在工程上一般用瞬态热分析计算温度场,并将之作为热载荷进行应力分析。 瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷,首先必须将载荷 - 时间曲线分为载荷步。对于每一个载荷步,必须定义载荷值及时间值,同时必须选择载荷步为渐变或阶越。

ANSYS热应力分析经典例题

ANSYS热应力分析例题 实例1圆简内部热应力分折: 有一无限长圆筒,其核截面结构如图13—1所示,简内壁温度为200℃,外壁温度为20℃,圆筒材料参数如表13.1所示,求圆筒内的温度场、应力场分布。 该问题属于轴对称问题。由于圆筒无限长,忽略圆筒端部的热损失。沿圆筒纵截面取宽度为10M的如图13—2所示的矩形截面作为几何模型。在求解过程中采用间接求解法和直接求解法两种方法进行求解。间接法是先选择热分析单元,对圆筒进行热分析,然后将热分析单元转化为相应的结构单元,对圆筒进行结构分析;直接法是采用热应力藕合单元,对圆筒进行热力藕合分析。 /filname,exercise1-jianjie /title,thermal stresses in a long /prep7 $Et,1,plane55 Keyopt,1,3,1 $Mp,kxx,1,70 Rectng,0.1,0.15,0,0.01 $Lsel,s,,,1,3,2 Lesize, all,,,20 $Lsel,s,,,2,4,2 Lesize,all,,,5 $Amesh,1 $Finish /solu $Antype,static Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $d,all,temp,200 lsel,s,,,2 $nsll,s,1 $d,all,temp,20 allsel $outpr,basic,all solve $finish /post1 $Set,last /plopts,info,on Plnsol,temp $Finish /prep7 $Etchg,tts Keyopt,1,3,1 $Keyopt,1,6,1 Mp,ex,1,220e9 $Mp,alpx,,1,3e-6 $Mp,prxy,1,0.28 Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $Cp,8,ux,all Lsel,s,,,2 $Nsll,s,1 $Cp,9,ux,all Allsel $Finish /solu $Antype,static D,all,uy,0 $Ldread,temp,,,,,,rth Allsel $Solve $Finish /post1 /title,radial stress contours Plnsol,s,x /title,axial stress contours Plnsol,s,y /title,circular stress contours Plnsol,s,z /title,equvialent stress contours Plnsol,s,eqv $finish

电风扇(台扇)分析报告

xxxxxxxxxxx学校 机电一体化产品分析报告 产品名称:普通台扇分析报告 学院: 专业班级: 组别: 组员分工:

目录 一、背景介绍—————————————————3 二、所选电风扇的构成及功能——————————3 三、功能分析—————————————————5 四、工程制图—————————————————8 五、总结与收获————————————————11 六、小组内评分————————————————11 参考资料———————————————————12

普通台扇分析报告 一、背景介绍 我们组选用的是一台10寸的台扇,从其规格说明书上可知其部分数据: 型号——FT-25 额定电压——220V-50Hz 规格——250mm 额定功率——35W 二、所选电风扇的构成及功能 电风扇主要由扇叶、网罩、扇头和底座四部分构成,各部分如下图。 叶片罩 扇叶 叶片 叶片架 网罩 产品剖析 电动机 蜗轮减速器 扇头 摇头机构 四连杆传动机构 前后端盖 控制机构及保护装置 底座:控制电路及开关

下面对各部分的主要功能进行介绍。 1、扇叶 扇叶是生成风的部分,它在电机的驱动下转动,引起空气流动形成风。 2、网罩 网罩主要起到保护作用,既对内部的扇叶等起到保护,又保证了一定的人身安全,同时也对风向起到了导向作用。

3、扇头 扇头是摇头风扇最重要的一部分,通过减速装置和四连杆机构实现将电机转轴的转动转变成扇头的摇摆。 1)电动机 电动机是风扇中非常重要的部分,它将电能转化为风扇的机械能,为风扇的转动提供持续的动力。该电风扇采用的是厂家生产的非标准单向异步电动机。 2)摇头机构 摇头机构主要包括减速装置和四连杆机构。该减速装置为一级减速,四连杆与减速装置相连接。电机轴通过蜗轮蜗杆到达减速装置,降速后再通过四连杆机构转 化为风扇摆动。 3)前后端盖 用来固定电动机定子,并保证电动机相对位置的准确性。前端盖和后端盖由螺钉结合在一起,并且可以减小振动和噪声。 4)底座 内部是风扇的控制电路,用来实现风扇的开关及定时等功能,也是风扇的支撑部分。 三、功能分析 1.减速装置 经查资料了解到台扇的转速一般为1400转/分,扇头每分钟摇摆4-8次。对风扇拆解后的减速装置观察记录后得到: (1)蜗杆为单头蜗杆(电机轴为蜗杆),蜗轮齿数为46 (2)齿轮3齿数为11,齿轮4齿数为50 齿轮3(z3=11) 蜗轮(z2=46)

ANSYS热分析指南与经典案例

第一章简介 一、热分析的目的 热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数,如热量的获取或损失、热梯度、热流密度(热通量〕等。 热分析在许多工程应用中扮演重要角色,如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。 二、ANSYS的热分析 ?在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中 ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。 ?ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程,用有限元法计算各节点的温度,并导出其它热物理参数。 ?ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外,还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。 三、ANSYS 热分析分类 ?稳态传热:系统的温度场不随时间变化 ?瞬态传热:系统的温度场随时间明显变化 四、耦合分析 ?热-结构耦合 ?热-流体耦合 ?热-电耦合 ?热-磁耦合 ?热-电-磁-结构耦合等

第二章 基础知识 一、符号与单位 W/m 2-℃ 3 二、传热学经典理论回顾 热分析遵循热力学第一定律,即能量守恒定律: ● 对于一个封闭的系统(没有质量的流入或流出〕 PE KE U W Q ?+?+?=- 式中: Q —— 热量; W —— 作功; ?U ——系统内能; ?KE ——系统动能; ?PE ——系统势能; ● 对于大多数工程传热问题:0==PE KE ??; ● 通常考虑没有做功:0=W , 则:U Q ?=; ● 对于稳态热分析:0=?=U Q ,即流入系统的热量等于流出的热量; ● 对于瞬态热分析:dt dU q = ,即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。 三、热传递的方式 1、热传导 热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。热传导遵循付里叶定律:dx dT k q -='',式中''q 为热流

ansys热分析

第三章稳态热分析 3.1稳态传热的定义 ANSYS/Multiphysics,ANSYS/Mechanical,ANSYS/FLOTRAN和 ANSYS/Professional这些产品支持稳态热分析。稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。通常在进行瞬态热分析以前,进行稳态热分析用于确定初始温度分布。也可以在所有瞬态效应消失后,将稳态热分析作为瞬态热分析的最后一步进行分析。 稳态热分析可以计算确定由于不随时间变化的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。这些热载荷包括: 对流 辐射 热流率 热流密度(单位面积热流) 热生成率(单位体积热流) 固定温度的边界条件 稳态热分析可用于材料属性固定不变的线性问题和材料性质随温度变化的非线性问题。事实上,大多数材料的热性能都随温度变化,因此在通常情况下,热分析都是非线性的。当然,如果在分析中考虑辐射,则分析也是非线性的。 3.2热分析的单元 ANSYS和ANSYS/Professional中大约有40种单元有助于进行稳态分析。有关单元的详细描述请参考《ANSYS Element Reference》,该手册以单元编号来讲述单元,第一个单元是LINK1。单元名采用大写,所有的单元都可用于稳态和瞬态热分析。其中SOLID70单元还具有补偿在恒定速度场下由于传质导致的热流的功能。这些热分析单元如下: 表3-1二维实体单元 单元维数形状及特点自由度 PLANE35 二维六节点三角形单元温度(每个节点) PLANE55 二维四节点四边形单元温度(每个节点) PLANE75 二维四节点谐单元温度(每个节点) PLANE77 二维八节点四边形单元温度(每个节点) PLANE38 二维八节点谐单元温度(每个节点)

电风扇设计报告

新疆工业高等专科学校 电气与信息工程系课程设计任务书 教研室主任(签名)系(部)主任(签名)年月日

目录 1 Proteus和Keil的使用 (5) 1.1 Proteus的使用 (5) 1.1.1软件打开 (5) 1.1.2工作界面 (5) 1.2 Keil C51 的使用 (6) 1.2.1软件的打开 (6) 1.2.2工作界面 (6) 1.2.3 电风扇实例程序设计 (7) 2.1设计方案特点 (11) 2.2关于AT89C51单片机的介绍 (11) 2.2.1主要特性: (12) 2.2.2管脚说明: (13) 2.2.3.振荡器特性: (14) 总结 (16) 结束语...................错误!未定义书签。参考文献.. (18) 附录 (18)

新疆工业高等专科学校电气与信息工程系 课程设计评定意见 设计题目:电风扇模拟控制系统设计 学生姓名:程浩专业电力系统自动化班级电力09-9(2)班评定意见: 评定成绩:

摘要 本次课程设计通过keilC软件和Proteus软件设计一个电风扇模拟控制系统设计。基于AT89C51芯片实现了用四位数码管实时显示电风扇的工作状态,最高位显示风类:“自然风”显示“1”、“常风”显示“2”、“睡眠风”显示“3”。后3位显示定时时间:动态倒计时显示剩余的定时时间,无定时显示“000”。设计一个“定时”键,用于定时时间长短设置;设置一个“摇头”键用于控制电机摇头。设计过热检测与保护电路,若风扇电机过热,则电机停止转动,电机冷却后电机又恢复转动。最终完成了设计任务。 关键词:AT89C51 keilC软件 Proteus软件

电风扇市场调查报告

电风扇市场调查报告 随着经济的发展,人们生活水平不断提高。科学技术不断进步,但相对的“温室效应”也越来越严重了。每年一到夏天,电风扇日益成为人们生活中不可或缺的一部分,家家户户都普遍拥有电风扇。80 年代家电工业作为我国新兴工业的代表对我国的经济增长起到了巨大的推动作用,经过近二十年的发展,家电行业逐渐走向成熟。 一、调查目的:了解电风扇在西北市场和东北市场中的状况 近年来,随着电风扇的变化多样,越来越多的家电厂商把目光投向了西北和东北这一潜在的巨大市场。为了了解电风扇在西北市场和东北市场中的普遍情况、使用效果以及消费情况,掌握电风扇在西北市场和东北市场的销售情况和市场前景,我们决定以西北市场和东北市场的居民为调查对象,对城市里的电风扇市场作一次调查。 二、调查对象:西北市场和东北市场的居民 三、调查地点:西北市场和东北市场 四、调查时间:2013年10月1日——2013年10月30日 五、调查方式: 1. 问卷调查。相比其他的调查方式,调查问卷能够准确、流畅、清楚、简洁地阐述调查内容。所得的资料便于定量处理和分析,可以避免主观偏见,减少人力的误差,问卷法调查结果容易量化。此次我们共制作了100份调查问卷,并选取了具有代表性的两个地点进行调查,有效地避免了调查问卷的局限性。 2. 个别访谈。面谈调查法可以很好的避免问卷调查的缺点,能直接听取被调查者的意见,可以通过调查者的态度表情,以确定他所提供的信息的可靠程度,具有可观察性;通过交谈,获得较多的意外资料,具有很强的灵活性。在具体实施过程中,我们选取了不同文化程度、不同社会层次的人进行直访,力求可以全面的反映大众对电风扇的广泛认识。由于问卷以及面谈都存在着各种各样的不足,正好对方又能弥补各自的不足,所以在实施过程中我们将两种方式并用,使我们的结果更精确。 六、调查方法: 1. 由调查小组成员共同协商确定问卷内容,以书面文件形式确定 2. 动员调查小组所有成员进行广泛的调查,发放问卷的同时谈话了解 3. 调查完成后,由全体小组成员对调查统计数据进行分析 4. 写调查报告 七、调查总结分析 PEST分析 1、政治分析。2005年7月3日新华网发布了温家宝总理:高度重视加强领导加快建设节约型社会的文章。文章指出加快建设节约型社会,是由我国基本国情决定的。人口众多、资源相对不足、环境承载能力较弱,是中国的基本国情。这种基本国情,决定了我国必须走建设节约型社会的路子。加快建设节约型社会,是贯彻科学发展观的必然要求、是全面建设小康社会的重要保障、是保障经济安全和国家安全的重要举措,总之,加快建设节约型社会,事关现代化建设事业,事关人民群众根本利益,事关中华民族生存和长远发展。并且在文中还指出最近建设节约型社会的第一项工作就是节约能源。因此,在人民生活水平不断提高、空调不断降价的今天,电风扇将成为夏季节约能源的首选。 2、经济分析。各大电扇家电企业在产品、价格、渠道、促销方面竞争激烈。排名第三的先锋在2011年就推出了94款热门产品,第二名的艾美特则推出了76款新产品,排名第一的美的更是推出了102款热门产品;在价格方面各个大厂家几乎高中低档产品都有涉及;在国美、苏宁等国内家电销售巨头的卖场里能见到所有前十企业的产品及促销广告。

ANSYS稳态热分析的基本过程和实例

ANSYS稳态热分析的基本过程 ANSYS热分析可分为三个步骤: ?前处理:建模、材料和网格 ?分析求解:施加载荷计算 ?后处理:查看结果 1、建模 ①、确定jobname、title、unit; ②、进入PREP7前处理,定义单元类型,设定单元选项; ③、定义单元实常数; ④、定义材料热性能参数,对于稳态传热,一般只需定义导热系数,它可 以是恒定的,也可以随温度变化; ⑤、创建几何模型并划分网格,请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。 2、施加载荷计算 ①、定义分析类型 ●如果进行新的热分析: Command: ANTYPE, STATIC, NEW GUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state ●如果继续上一次分析,比如增加边界条件等: Command: ANTYPE, STATIC, REST GUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart ②、施加载荷 可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) : a、恒定的温度 通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。 Command Family: D GUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperature b、热流率 热流率作为节点集中载荷,主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷),如果输入的值为正,代表热流流入节点,即单元获取热量。如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。 注意:如果在实体单元的某一节点上施加热流率,则此节点周围的单元要

电风扇产品设计分析报告.doc

产品设计分析报告 姓名刘晓雅 班级工设08—1班学号 22080107 报告日期 艺术与设计学院

一、产品名称 电风扇二、外形图 三、结构分析 1、爆炸图

2、产品工作原理 电风扇的工作原理就是电机带动叶片产生风流。 电机工作原理就是电磁感应原理。交流电动机运用电磁感应的原理,它利用交流电的电流随时间改变产生旋转磁场,进而使硅钢片做成的转子旋转,从而带动叶片旋转。或者通电线圈在磁场中受力而转动。能量的转化形式是:电能主要转化为机械能,同时由于线圈有电阻,所以不可避免的有一部分电能要转化为内能。 这跟扇扇子的原理差不多,由于风叶倾斜,在转动时空气受到挤压,造成空气流动.流动的方向跟风扇的转动方向和风叶的倾斜方向有关,例如:风扇是顺时针转动,风叶左边向前右边向后,则风是向前吹.只要改变其中一个因素风向就改变,两个因素都改变风向不变. 目前普通的电风扇的调速原理是改变绕组匝数实现的。 绕组上有多个抽头,还有一个末端,末端接电源一侧,而每个抽头就是一个档位了

这是电风扇的电路图,他一共有接到开关的3根线,以及一根电源接入开关,另一根电源接入电动机的线,接电容器的一根线(辅绕组), 人体的体表有大量的汗液,当电风扇工作起来以后,室内的空气会流动起来,所以就能够促进汗液的急速蒸发,结合“蒸发需要吸收,大量的热量”,故人们会感觉到凉爽。 3、零部件信息 序号名称数量材质成型工艺 1 风扇叶 1 塑料铸塑 2 罩网 1 塑料铸塑 电机 1 电容 1 定时器 1 插头 1 塑料铸塑

四、总体分析 家用电风扇有吊扇、台扇、落地扇、壁扇、顶扇、换气扇、转页扇、空调扇(即冷风扇)等;台扇中又有摇头的和不摇头之分,也有的转页扇;落地扇中有摇头、转页的。还有一种微风小电扇,是专门吊在蚊帐里的,夏日晚上睡觉,一开它顿时就微风习习,可以安稳地睡上一觉,还不会生病。电风扇用久以后,扇叶的下面很容易沾上很多灰尘。这是电风扇在工作时,由于扇叶和空气相互摩擦而使扇叶带上了静电,带电的物体能够吸引轻小物体的性质,从而能够吸收室内飘浮的细小灰尘造成的。 五、分项分析 1、形态分析 一般电扇的外观粗看之下大同小异,国产的电扇初创是也完全仿照美国产品,风叶、网罩及底座均采用铜制,没有摇头设置,分量异常沉重。现在的电扇几乎都是塑制外壳,很轻

Ansys 第 例瞬态热分析实例一水箱

第33例瞬态热分析实例——水箱 本例介绍了利用ANSYS进行瞬态热分析的方法和步骤、瞬态热分析时材料模型所包含的内容,以及模型边界条件和初始温度的施加方法。 33.1概述 热分析是计算热应力的基础,热分析分为稳态热分析和瞬态热分析,稳态热分析将在后面两个例子中介绍,本例介绍瞬态热分析。 33.1.1 瞬态热分析的定义 瞬态热分析用于计算系统随时间变化的温度场和其他热参数。一般用瞬态热分析计算温度场,并找到温度梯度最大的时间点,将此时间点的温度场作为热载荷来进行应力计算。 33.1.2 嚼态热分析的步骤 瞬态热分析包括建模、施加载荷和求解、查看结果等几个步骤。 1.建模 瞬态热分析的建模过程与其他分析相似,包括定义单元类型、定义单元实常数、定义材料特性、建立几何模型和划分网格等。 注意:瞬态热分析必须定义材料的导热系数、密度和比热。 2.施加载荷和求解 (1)指定分析类型, Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis,选择 Transient。 (2)获得瞬态热分析的初始条件。 定义均匀的初始温度场:Main Menu→Solution→Define Loads→Settings→Uniform Temp,初始温度仅对第一个子步有效,而用Main Menu →Solution→Define Loads→Apply→Thermal→Temperature命令施加的温

度在整个瞬态热分析过程中均不变,应注意二者的区别。 定义非均匀的初始温度场:如果非均匀的初始温度场是已知的,可以用Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Initial Condit'n→Define 即IC命令施加。非均匀的初始温度场一般是未知的,此时必须先进行行稳态分析确定该温度场。该稳态分析与一般的稳态分析相同。 注意:要设定载荷(如已知的温度、热对流等),将时间积分关闭,选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time Integration→Amplitude Decay;设定只有一个子步,时间很短(如(0.01s)的载荷步, Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time →Time Step。 (3)设置载荷步选项。 普通选项包括每一载荷步结束的时间、每一载荷步的子步数、阶跃选项等,选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time-Time Step. 非线性选项包括:迭代次数(默认25),选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Nonlinear→Equilibrium Iter;打开自动时间步长,选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time→Time Step:将时间积分打开,选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time Integration→Amplitude Decay. 输出选项包括:控制打印的输出,选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→Solu Printout; 结果文件的输出,选择Main Menu →Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→DB/Results File.

智能电风扇开题报告

附件B: 毕业设计(论文)开题报告 1、课题的目的及意义 随着电子制造业的不断发展,社会对生产率的要求越来越高,各行业都需要精良高效、高可靠性的设备来满足要求。作为一种老式家电,电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品;但电风具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。由于大部分家庭消费水平的限制,电风扇作为成熟的家电行业的一员,在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额,但老式电风扇功能简单,不能满足智能化的要求。为提高电风扇的市场竞争力,使之在技术含量上有所提高,且更加安全可靠,智能电风扇随之被提出。 传统电风扇具有以下缺点:风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速,这对那些昼夜温差大的地区是致命的缺点,尤其是人们在熟睡时,不但浪费资源,还很容易使人感冒生病;传统电风机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音,特别是夜间影响人们的睡眠,而且定时范围有限,不能满足人们的需求。鉴于这些缺点,我们需要设计一款智能的电风扇温度控制系统来解决。 2、国内外研究现状 电风扇在中国仍然具有很大的市场,所以我国对电风扇的优化研究是很积极的。智能电风扇已经开始投入市场,目前这方面的技术已经成熟。下一阶段的研究将是使其更加人性化,更好的满足不同群体的人的需求。美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇,这是针对不同的人群而专门研制的,具有智能化控制系统的电风扇。 国外在电风扇方面的研究相对我国不那么积极,但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功。“智能化电器”包含三个层次:智能化的电器元件,如智能化断路器、智能化接触器和智能化磁力启动器等,智能化开关柜和智能化供配电系统。智能化开关柜包含多台断路器,而且供电系统的控制与用电设备的控制关系很密切。这两个层次上的智能化工作重点是:加强网络功能,最大限度地提高配电系统和用电设备的自动化水平。 新型的智能化电器元件的发展趋势:采用微处理器及可编程器件,大量功能“以软代硬”实现,并具有“现场”设计的能力。充分增加智能化电器元件的“柔性”与适应性。例如一种采用FPGA器件构成的专用功能集成电路已投入应用。

一个经典的ansys热分析实例(流程序)

/PREP7 /TITLE,Steady-state thermal analysis of pipe junction /UNITS,BIN ! 英制单位;Use U. S. Customary system of units (inches) ! /SHOW, ! Specify graphics driver for interactive run ET,1,90 ! Define 20-node, 3-D thermal solid element MP,DENS,1,.285 ! Density = .285 lbf/in^3 MPTEMP,,70,200,300,400,500 ! Create temperature table MPDATA,KXX,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12 ! 指定与温度相对应的数据材料属性;导热系数;Define conductivity values MPDATA,C,1,,.113,.117,.119,.122,.125 ! Define specific heat values(比热) MPDATA,HF,2,,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144 ! Define film coefficient;除144是单位问题,上面的除12也是单元问题 ! Define parameters for model generation RI1=1.3 ! Inside radius of cylindrical tank RO1=1.5 ! Outside radius Z1=2 ! Length RI2=.4 ! Inside radius of pipe RO2=.5 ! Outside pipe radius Z2=2 ! Pipe length CYLIND,RI1,RO1,,Z1,,90 ! 90 degree cylindrical volume for tank WPROTA,0,-90 ! 旋转当前工作的平面;从Y到Z旋转-90度;;Rotate working plane to pipe axis CYLIND,RI2,RO2,,Z2,-90 ! 角度选择在了第四象限;90 degree cylindrical volume for pipe WPSTYL,DEFA ! 重新安排工作平面的设置;另外WPSTYL,STAT to list the status of the working plane;;Return working plane to default setting BOPT,NUMB,OFF ! 关掉布尔操作的数字警告信息;Turn off Boolean numbering warning VOVLAP,1,2 ! 交迭体;Overlap the two cylinders /PNUM,VOLU,1 ! 体编号打开;Turn volume numbers on /VIEW,,-3,-1,1

ansys热分析例题

问题描述:一个30公斤重、温度为70℃的铜块,以及一个20公斤重、温度为80℃的铁块,突然放入温度为20℃、盛满了300升水的、完全绝热的水箱中,如图所示。过了一个小时,求铜块与铁块的最高温度(假设忽略水的流动)。 材料热物理性能如下:热性能单位制 铜铁水 导热系数W/m℃ 383 37 密度Kg/m 8889 7833 996 比热J/kg℃ 390 448 4185 菜单操作过程: 一、设置分析标题 1、选择“Utility Menu>File>Change Jobname”,输入文件名Transient1。 2、选择“Utility Menu>File>Change Title”输入Thermal Transient Exercise 1。 二、定义单元类型 1、选择“Main Menu>Preprocessor”,进入前处理。 2、选择“Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete”。选择热平面单元plane77。 三、定义材料属性 1、选择“Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models”,在弹出的材料定义窗口中顺序双击Thermal选项。 2、点击Conductivity,Isotropic,在KXX框中输入383;点击Density,在DENS框中输入8898;点击Specific Heat,在C框中输入390。 3、在材料定义窗口中选择Material>New Model,定义第二种材料。 4、点击Conductivity,Isotropic,在KXX框中输入70;点击Density,在DENS框中输入7833;点击Specific Heat,在C框中输入448。 5、在材料定义窗口中选择Material>New Model,定义第三种材料。 6、点击Conductivity,Isotropic,在KXX框中输入.61;点击Density,在DENS框中输入996;点击Specific Heat,在C框中输入4185。 四、创建几何模型 1、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas->Retangle>By Dimensions”,输入X1=0, Y1=0, X2=, Y2=, 点击Apply;输入X1=, Y1=, X2= ,Y2=, 点击Apply;输入X1= Y1=, X2= Y2=+, 选择OK。 2、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Operate>Booleans>Overlap”,选择Pick All。 3、选择“Utility Menu>Plotctrls>Numbering>Areas, on”。 4、选择“Utility Menu>Plot>Areas”。 五、划分网格 1、选择“Main Menu>Preprocessor>-Attributes->Define->All Areas”,选择材料1。 2、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Size Cntrls->-Manualsize->-Global->Size”,输入单元大小。 3、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Mesh->-Areas->Mapped>3 or 4 sided”,选择铜块。 4、选择“Main Menu>Preprocessor>-Attributes->Define->All Areas”,选择材料2。 5、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Mesh->-Areas->Mapped>3 or 4 sided”,选

Ansys模拟水结冰的热分析过程

Ansys模拟水结冰的热分析过程 一、问题描述: 对一茶杯水的结冰过程进行分析,水和茶杯的初始温度为0℃,环境温度为-10℃,杯子侧面和顶面的对流换热系数为12.5W/m^2·℃,杯子放在桌面上,假设桌面可以对杯子底面提供-10℃的温度载荷。计算3000s之后的温度分布。 模型如下: 茶杯底面外径54.41mm,内径50mm,高度85mm,顶面内径60mm,抽壳厚度为5mm(内部水的高度80mm)。 分析采用SI单位制,水的材料属性如下: 导热率:0.6 密度:1000 比热容:4200

焓值: 温度℃-10 -1 0 10 焓J/m^3 0 37.8e6 79.8e6 121.8e6 茶杯采用铁的材料属性: 导热率:70 密度:7833 比热容:448 二、问题分析: 本例采用70热单元进行分析,由于对称性,采用1/4模型进行建模分析。由于包含相变分析,因此水的焓值是必要的。假设温度0℃的水结成0℃的冰需要放出42000J/kg·℃的热量,通过定义焓值来实现。假设温度区间长度为1℃,因此温度低于-1℃,表示水已结成冰。本例通过apdl进行分析,方便输入及调试。 三、分析步骤: 1、定义工程名及标题 fini /cle !清除数据库 /filname.shuijiebing,1 !此处设置工作名 /title,lovz !此处设置标题 *afun deg !定义角度为度 2、进入前处理,定义单元及材料属性 /prep7 !进入前处理模块

et,1,70 !定义70单元 mp,kxx,1,0.6 !设置材料属性 mp,c,1,4200 mp,dens,1,1000 mptemp,1,-10,-1,0,10 mpdata,enth,1,1,0,37.8e6,79.8e6,121.8e6 !焓值定义mp,kxx,2,70 mp,dens,2,7833 mp,c,2,448 这里定义1号材料为水,2号材料为茶杯 3、定义参数 r1=50e-3 r2=60e-3 r3=54.41e-3 r4=65e-3 h1=80e-3 h2=85e-3 4、建模 wprot,,-90 !旋转工作平面 /pnum,volu,1 !打开体积显示 /view,1,1,1,1 !Iso视角 cone,r1,r2,0,h2,0,90 !建立水的1/4圆台模型

ANSYS热分析指南

ANSYS热分析指南 第一章简介 1.1热分析的目的 热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数,我们一般关心的参数有: 温度的分布 热量的增加或损失 热梯度 热流密度 热分析在许多工程应用中扮演着重要角色,如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等等。通常在完成热分析后将进行结构应力分析,计算由于热膨胀或收缩而引起的热应力。 1.2ANSYS中的热分析 ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Professional、 ANSYS/FLOTRAN四种产品中支持热分析功能。ANSYS热分析基于由能量守恒原理导出的热平衡方程,有关细节,请参阅《ANSYS Theory Reference》。ANSYS使用有限元法计算各节点的温度,并由其导出其它热物理参数。 ANSYS可以处理所有的三种主要热传递方式:热传导、热对流及热辐射。1.2.1对流 热对流在ANSYS中作为一种面载荷,施加于实体或壳单元的表面。首先需要输入对流换热系数和环境流体温度,ANSYS将计算出通过表面的热流量。如果对流换热系数依赖于温度,可以定义温度表,以及在每一个温度点处的对流换热系数。 1.2.2辐射 ANSYS提供了四种方法来解决非线性的辐射问题: 辐射杆单元(LINK31) 使用含热辐射选项的表面效应单元(SURF151-2D,或SURF152-3D)

在AUX12中,生成辐射矩阵,作为超单元参与热分析 使用Radiosity求解器方法 有关辐射的详细描述请阅读本指南第四章。 1.2.3特殊的问题 除了前面提到的三种热传递方式外,ANSYS热分析还可以解决一些诸如:相变(熔融与凝固)、内部热生成(如焦耳热)等的特殊问题。例如,可使用热质点单元MASS71模拟随温度变化的内部热生成。 1.3热分析的类型 ANSYS支持两种类型的热分析: 1.稳态热分析确定在稳态的条件下的温度分布及其他热特性,稳态条件指热量随时间的变化可以忽略。 2.瞬态热分析则计算在随时间变化的条件下,温度的分布和热特性。 1.4耦合场分析 ANSYS中可与热分析进行耦合的方式有热—结构、热-电磁等。耦合场分析可以使用ANSYS中的矩阵耦合单元,或者在独立的物理环境中使用序惯荷载耦合。有关耦合场分析的详细描述,请参阅《ANSYS Coupled-Field Analysis Guide》。 1.5关于菜单路径和命令语法 在本指南中,您将会看到相关的ANSYS命令及其等效的菜单路径。这些参考的命令仅仅包括命令名,因为并不总是需要指定所有的参数,而且不同的参数组合会有不同的作用。有关ANSYS命令的更多的叙述,请参考《ANSYS Commands Reference》。 菜单路径将近可能完整得列出。对于多数情况,选择菜单就能够完成所需要的功能;但还有一些情况,选择文中所示菜单后会弹出一个菜单或是对话框,由此定义其他的选项来执行一些特定的任务。 第二章基础知识 2.1符号与单位

电风扇工作原理

宝坻一中 校本课程教案 课程题目:电风扇工作原理 年级: 学科: 主讲教师:

电风扇工作原理 电风扇触及到的物理常识 电风扇是人们避暑的常用家电,它在就业时触及到很多物理常识,工作。同时也是中学物理每每窥察的常识点。当前从力、热、电三方面理解如下: 1、当电风扇运动时,竖杆对其拉力等于电风扇自己的重力,电风扇原理图。那么当电风扇就业起来今后有没有必要惦记竖杆因受力增大而掉上去呢? 答案能否认的。你看涉及到。 为什么呢?由于当电风扇转动起来今后,扇叶把气氛推向下方。即扇叶对其下方的气氛有向下的力,学习小电风扇的原理。凭据“物体间力的作用是互相的”可知:气氛对扇叶同时也有向上的力,迷你电风扇团购。清楚这一点今后,再对电风扇实行受力理解,电风扇在竖直方向上遭到3个力的作用,即:听说电风扇工作原理。竖直向下的重力;竖直向上的竖杆对电风扇的拉力和气氛对电风扇的向上的力。所以没关系知道:此时竖杆对电风扇的拉力必然要比运动的期间减小。对于团购电风扇。所以,知识。我们完全没有必要惦记电风扇转动起来今后会由于蒙受的力增大而掉上去。

2、当我们在酷暑的夏天使用电风扇的期间,会感遭到清凉。美的电风扇团购。电风扇。那么清凉的由来是不是电风扇就业起来今后使室内的温度低落了。团购电风扇。 境况恰恰不是这样的。电风扇工作原理。 (假定房间与外界没有热通报)室内的温度不光没有低落,反而会降低。让我们一块来理解一下温度降低的由来:电风扇就业时,看着电扇团购。由于有电畅达过电风扇的线圈,电风扇。导线是有电阻的,所以会不可防止的发作热量向外放热,故温度会降低。 但人们为什么会感遭到清凉呢?由于人体的体表有多量的汗液,艾美特电风扇团购。当电风扇就业起来今后,相比看电风扇涉及到的物理知识。室内的气氛会活动起来,所以就能够推动汗液的速即蒸发,原理。联合“蒸发必要汲取多量的热量”,故人们会感遭到清凉。你知道电扇团购。 3、电风扇的首要部件是:交换电念头。 其就业原理是:通电线圈在磁场中受力而转动。学习物理。 能量的转化体式格局是:你看电风扇工作原理。电能首要转化为机械能,电风扇工作原理。同时由于线圈有电阻,所以不可防止的有一局部电能要转化为内能。鉴于其能量转化体式格局和欧姆定律的使用领域,所以电风扇的电流、电压和电阻不能间接套用欧姆定律。你看无

ANSYS传热分析实例汇总

实例1: 某一潜水艇可以简化为一圆筒,它由三层组成,最外面一层为不锈钢,中间为玻纤隔热层,最里面为铝层,筒内为空气,筒外为海水,求内外壁面温度及温度分布。 几何参数: 筒外径30 feet 总壁厚 2 inch 不锈钢层壁厚0、75 inch 玻纤层壁厚 1 inch 铝层壁厚0、25 inch 筒长200 feet 导热系数不锈钢8、27 BTU/hr、ft、o F 玻纤0、028 BTU/hr、ft、o F 铝117、4 BTU/hr、ft、o F 边界条件空气温度70 o F 海水温度44、5 o F 空气对流系数2、5 BTU/hr、ft2、o F 海水对流系数80 BTU/hr、ft2、o F 沿垂直于圆筒轴线作横截面,得到一圆环,取其中1度进行分析,如图示。 以下分别列出log文件与菜单文件。 /, Steady1 /title, Steady-state thermal analysis of submarine /units, BFT Ro=15 !外径(ft) Rss=15-(0、75/12) !不锈钢层内径ft) Rins=15-(1、75/12) !玻璃纤维层内径(ft)

Ral=15-(2/12) !铝层内径(ft) Tair=70 !潜水艇内空气温度 Tsea=44、5 !海水温度 Kss=8、27 !不锈钢的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Kins=0、028 !玻璃纤维的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Kal=117、4 !铝的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Hair=2、5 !空气的对流系数(BTU/hr、ft2、oF) Hsea=80 !海水的对流系数(BTU/hr、ft2、oF) /prep7 et,1,plane55 !定义二维热单元 mp,kxx,1,Kss !设定不锈钢的导热系数 mp,kxx,2,Kins !设定玻璃纤维的导热系数 mp,kxx,3,Kal !设定铝的导热系数 pcirc,Ro,Rss,-0、5,0、5 !创建几何模型 pcirc,Rss,Rins,-0、5,0、5 pcirc,Rins,Ral,-0、5,0、5 aglue,all numcmp,area lesize,1,,,16 !设定划分网格密度 lesize,4,,,4 lesize,14,,,5 lesize,16,,,2 eshape,2 !设定为映射网格划分 mat,1 amesh,1 mat,2 amesh,2 mat,3 amesh,3 /SOLU SFL,11,CONV,HAIR,,TAIR !施加空气对流边界 SFL,1,CONV,HSEA,,TSEA !施加海水对流边界 SOLVE /POST1 PLNSOL !输出温度彩色云图

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