多物理场专业分析解决方案

一、多物理场耦合


物理场间传递的物理量或物理现象,构成了耦合的多物理场。



二、多物理场耦合分析方法


多物理场强调场与场间耦合方便。ANSYS提供直接耦合与间接耦合。

 

1、直接耦合方法

  • 热-结构
  • 电磁-热
  • 电磁-流体
  • 流体-结构
  • 磁场-结构
  • 静电-结构
  • 电流传导-磁场      
  • 电磁-热-流体-结构
  • 电-结构-电路
  • 结构/热-压电耦合
  • 声学分析(流固耦合振动)
  • 声-结构耦合分析
  •  ……



2、顺序耦合方法

  • 手动方法
  • 物理场设置法
  • Multi-Field   求解器
  • WB架构法





三、多物理场耦合案例


多物理场耦合分析带来的价值包括:

  • 单个物理场的载荷由于输入合理,使得求解结果更为精确;
  • 物理场间传递的物理量更为清晰;
  • 产品设计优化的空间加大。

四、多物理场耦合案例


1、某异步电机3D磁致噪声分析

问题描述

  • 分析电机由于电磁力作用引起的电机噪声。

解决方案

  • 通过3D电磁场分析得到的在定子齿部的电磁力,映射处理到3D的电机结构网格模型上,通过FFT变换后 ,进行电机扫频分析,得到频率响应曲线,进而进行声学分析。

仿真分析价值

  • 有助于理解电机由于电磁力作用引起的振动噪声

项目评价

  • 电磁—结构---声场分析



2、电动车电池组散热分析


问题描述

  • 电动车中电池组的设计是关键,而电池组散热又是其性能的关键。如何通过仿真分析预测和改善电池组散热性能是当前仿真分析的热点。

解决方案

  • 阻抗模型
  •  Newsman电池电化学方程
  •  推导模型,由电池测试结果,拟合得到电化学方程20多个输入参数
  • MOR模型简化
  •  流动和散热分析
  • 仿真分析价值:为设计锂电池组散热系统提供了参考和指导作用

项目评价

  •  将来进一步结合Diffpack和参数化进行散热性能改善方面的分析。电化学—流动—热分析。


 


安世亚太曾完成过的多物理场项目和开发项目还包括:

  • 电机电磁振动噪声分析;变压器电磁振动噪声
  • 核工业控制棒驱动机构电磁—结构耦合;超声换能器压电振动噪声分析
  • 多晶硅加工工艺电磁—热—固液相变—流动----变形分析
  •  燃烧室燃烧—流动—声固耦合分析;车门橡胶垫圈结构—声固耦合分析
  • 大型船舶发动机缸盖流动—热—热应力-疲劳分析
  • 换能器压电振动噪声