e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAE

基于ANSYS Workbench多物理场仿真平台的系统级分析

2015/12/10    来源:ANSYS    作者:Guy Barnes  Zoran Dragojlovic  Jared Harvest      
关键字:ANSYS Workbench  多物理场  仿真  
在快速发展的消费类电子市场中,企业面临着巨大的压力,他们必须领先竞争对手一步推出产品。采用ANSYS Workbench的多物理场仿真平台工程师可进行系统级分析,有助于缩短企业产品的设计周期。

    在快速发展的消费类电子市场中,企业面临着巨大的压力,他们必须领先竞争对手一步推出产品。为应对越来越高的产品复杂性,同时缩短设计周期时间,在研发过程中采用仿真软件是一种业经验证的工作方法。采用分析工具,设计工程师就能够生成模型,虚拟地展现物理几何结构,并用物理计算来调整和优化产品。相对于过去的试错法原型设计方法而言,这种方法能够大幅提升速度。因此,业界领先的组织机构在许多工程领域都采用了仿真流程。传统上,工程师在开展具体某方面的产品设计工作时,会对流体、热、结构、电子等不同领域分别采用分析工具。但是这种孤立起来分别考虑不同物理作用的方法会导致工程师无法解释有关物理效果叠加对其它领域或整体系统级设计的其它功能的影响。

 ANSYS为工程师提供了相关功能,帮助他们深入了解特定的跨物理现象,知道这些物理因素如何相互影响。如果工程师关心电力输送问题,那么他可通过导体焦耳加热造成的材料电阻变化来仿真电路中的电力损失。利用ANSYS Workbench,我们可整合业界领先的结构、热、流体和电磁场求解器支持真正的多物理场仿真。不同求解器之间可自动共享几何结构,因为一个求解器中的设计变化可能也会对设计相同或者相邻部分建模的其它求解器产生预测影响。利用共享几何结构,Workbench项目的设置可确保不同物理领域的专家都能分别针对各自特定领域配置适当的单物理场仿真,从而能在统一用户界面中实现多物理场的系统级分析。这种协作化设计方法意味着所有领域都能在仿真初始阶段得到应对解决——而不是在会造成巨大成本的原型设计或最后生产阶段才解决。

图1 示例电源设备几何结构

图1 示例电源设备几何结构

    电力传输设备必须满足具体标准的要求才能够上市,这就是多物理场仿真设计要应对的实际挑战之一。美国联邦通信委员会(FCC)制定了办公室环境中的电气放射、噪声等相关标准,除了符合这些标准,产品还必须满足散热等可靠性要求。

 电气放射测试可以在ANSYS HFSS中进行仿真。ANSYS HFSS是一款3D有限元电磁场求解器,能明确设计是否符合FCC电磁干扰(EMI)的规范。在本例中,HFSS可帮助设计人员了解将通风设置从较大通风槽和通风孔转为较小圆孔的情况下是否会阻挡不必要的放射。

图2 HFSS仿真预测显示初始散热通风设置条件下的电磁场辐射情况

图2 HFSS仿真预测显示初始散热通风设置条件下的电磁场辐射情况

    虽然小孔有利于控制电气放射,但如果这样限制了制冷所必需的气流进而导致设备过热,就会为散热管理工程师带来难题。采用ANSYS Icepak进行散热分析就无需构建并测试多个设计方案了。Icepak是一款电子散热管理仿真工具,可对集成电路(IC)封装和印刷电路板(PCB)等系统进行建模。该软件能涵盖所有的热传递效应,可提供稳健可靠的计算流体动力学(CFC)技术,帮助工程师预测器件通电且制冷风扇工作时的内部温度。

责任编辑:吴星星
本文为授权转载文章,任何人未经原授权方同意,不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用,e-works不承担由此而产生的任何法律责任! 如有异议请及时告之,以便进行及时处理。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐