以热为中心的建模与仿真技术

2023-08-07 14:29:16 admin 54

      几乎每个仿真软件公司都提供“传热分析”或“热分析”。我们也这样做。我们是热分析工程师,研发我们想要使用的工具,这意味着我们了解您需要回答的问题和您面临的各种技术问题。

      因此,我们不仅仅是“热分析”,我们为您带来以热为中心的建模与仿真技术。 我们为工程师提供您在其他地方找不到的专业工具。

      什么是以热为中心的建模与仿真技术,它与“热分析”的区别是什么?

仅仅解决温度问题是不够的。

      流体容器壁内的温度曲线可以为CFD运行提供边界条件,但这些曲线从何而来?它们是否考虑到容器外部通常复杂的热边界条件?入口和出口的压力、速度和温度如何?为了将这个子集分析与整个系统分开,做了哪些假设?

      同样,复杂实体零件内的温度等值线对于热弹性结构分析是必需的,但如果这些等值线基于过于简化的边界条件,它们是否精准?

以热为中心的建模不会止步于边界。事实上,它通常从那里开始。

      辐射、接触和对流都发生在零件的外表面,但获得正确的总表面积只是一个开始。

      表面的热辐射取决于与零件可以“看到”的所有东西的相互作用,并且由于反射,这不仅限于视线。以热为中心的建模包括在装配或系统级别对复杂环境进行快速求解辐射计算。

      部件之间的接触不是可以用简单的通量或恒定温度来表征的。就像辐射一样,它需要分析更高级别的组件。但接触传导也增加了新的扭曲,包括从根本上高度的不确定性。以热为中心的建模工具明白,预测试分析必须能够安全地排除这种不确定性;测试后模型必须自动校准;而且,对于大批量产品,必须有工具可用于模拟材料和接触压力的制造变化。

      在热建模中,您希望零件的质量正确。您希望表面积正确。但是您不想“浪费节点”解决零件中的细节,因为您几乎总是需要在高装配水平上求解。

稳态是一种假设,而不是特征。

      时间不会停滞不前,除非我们假设它停滞不前。现实世界中的设计验证通常需要瞬态(动态)分析,其中很多分析:启动、关闭、控制系统交互、任务场景。电路板何时过热或燃料分层和冻结?压缩机转矩何时达到峰值,或何时达到露点温度?

      一次或两次瞬态运行很少能解决任何实际设计问题。以热为中心的建模意味着能够根据需要进行数百或数千次运行,以处理环境和不确定性的变化。由于辐射、对流和接触传导,这些变化仅在系统级别才重要,其中许多部件之间的热流路径变得很重要。

平衡热流需要系统级的关注。

      你的“系统”是什么?它可能不是冷板或活塞头。它更有可能是发动机或飞机。

      固体零件内的稳态温度曲线是不够的。如果您希望能够跟踪能量流入、流出和流经系统的过程,则需要用于车辆级或产品级瞬态分析的快速求解工具。

      如果您的系统处于早期设计阶段,则需要能够快速绘制原型几何图形,甚至在集总参数级别进行分析。如果设计处于开发的后期阶段,您需要能够从零件的CAD图纸开始,并轻松简化它们以达到系统级重点,而无需成为CAD专家。而且,您需要能够快速更新模型,以跟上在最后一刻进行更改的快速移动项目。

不确定性主宰着我们的世界。直到它没有。

  • 接触电导。您可以在 50% 以内的范围。

  • 自然对流。希望正负 25%。

  • 两相流压降。可以认为20%以内是“准确的”?

      我们的世界被不确定性所支配。如果我们处于设计的早期阶段,我们习惯于保守设计:如果必须的话,将最坏的情况括起来,如果可以的话,估计设计风险。

      如果这是声明的结尾,热工程将不存在。这将是浪费时间。

      幸运的是(对于热设计人员来说!),测试是昂贵的。非常昂贵,尤其是当您考虑到不可能测试环境、任务场景和制造不确定性的所有组合时。

      您需要旨在帮助您在早期设计阶段应对不确定性的工具。工具不仅完全参数化,而且还具有内置的统计抽样,可以寻找最坏的情况。

      您还需要能够充分利用您能找到或负担得起的任何测试数据的工具。毕竟,一些测试可以将我们传统恶魔的不确定性(接触电导、自然对流、两相系数等)降低到百分之几以内。校准后,我们可以推断出我们无法测试的所有情况。

      这就是为什么我们被邀请参与下一个设计!

CRTech:以热为中心的建模之家

  • 专注于时域(瞬态、动态)的系统级分析

  • 一流的热辐射解决方案

  • 复杂组件中的接触传导

  • 从集总参数到有限差分,再到基于 CAD 的有限元模型生成

  • 特殊用途的曲面元件:避免过度啮合,而不会牺牲质量或表面积

  • 专为热工程师打造的有限元!

  • 减小热尺寸:“热薄”外壳,接触和辐射“厚”

  • 蜂窝加筋板的热定向建模

  • 循环级热液压系统

  • 系统级热管工具

  • 系统级或详细级换热器分析

  • 循环级涡轮机械,或详细(二次流)

  • 用于快速模拟反应流的平衡子集混合物(也可提供有限速率)

  • 无需 CFD 即可填充和清空复杂的燃料和低温罐


    变分分析:

  • 比例因子

  • 参数化和灵敏度分析

  • 优化

  • 根据数据自动校准模型

  • 定义热电偶位置,点到测试数据

  • 不确定性分析和最坏情况寻求




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