基于ANSYS热分析的LED工矿灯散热性能的数值模拟

利用Solid Works软件对一款50 W的LED矿灯的散热结构进行建模;基于该模型用ANSYS对其散热特性进行了数值仿真实验,得到了稳态时整个模型的三维温度分布图,发现最高温度为62.7℃,低于阈值65℃,表明该结构设计是合理的。分析比较了环境温度、空气对流换热系数和元件间导热系数等对散热效果的影响,结果可为散热结构的优化设计提供数据参考。

基于ANSYS的钢板加热过程仿真分析

为了在钢板加热过程中精确迅速地控制钢板的加热温度,结合电磁感应理论、温度微分方程和麦克斯韦方程组,建立了温度场与电磁场耦合的有限元模型,并应用有限元分析软件ANSYS-APDL对热加工工艺中常用的电阻加热法和电磁感应加热法进行了模拟与分析.研究结果表明:采用电阻加热法加热钢板时,板材厚度减小、加热时间增加会使钢板的最高加热温度升高,采用电磁感应加热法加热钢板时,电磁感应线圈直径的增加会使钢板的最高加热温度升高;在板材厚度一致、加热时间相同的情况下,电阻加热法升温速率慢,温度易于控制,电磁感应加热法升温快,加热效率高.

运用ANSYS模拟分析节能建筑外墙传热特性

以寒冷地区某村镇建筑围护结构节能情况的调研结果为依据,以节能建筑外墙保温体系为研究目标,提出一种加入玻化微珠等材料的新型墙体现浇整体保温结构。将寒冷地区村镇住宅几种常用的保温结构与新型墙体现浇整体保温结构进行冬季稳态情况下的外墙体热传递模拟,从而推算一系列保温墙体的传热特性,为新农村建筑节能改造提供一定的参考依据。

ANSYS在微热源法合成β-SiC中的应用

ANSYS作为有限元分析软件在热分析方面具有强大的功能。概述了ANSYS热分析的基本原理和方法以及无限微热源法合成β-SiC微粉,并结合具体实例介绍了ANSYS热分析在无限微热源法合成β-SiC微粉中的应用。

ANSYS在数控机床热误差建模中的应用

机床热误差是影响机床加工精度最大的误差源,因此如何有效地选择机床的温度测点,对热误差补偿具有重要的意义。讨论了应用ANSYS与热误差模态分析相结合的方法,该方法极大地增强了选择测点的准确性。

不同过渡热沉封装微盘腔半导体激光器热分析

为了降低微盘腔半导体激光器工作时有源区的温度,提升封装的可靠性,基于Ansys Workbench有限元分析分别对AlN,WCu10,SiC,石墨烯,以及CVD金刚石过渡热沉封装的蜗线型微盘腔半导体激光器进行了热特性分析,得到了器件工作时的温度分布以及热应力、热应变分布。结果显示,SiC封装器件的有源区温度较AlN和WCu10封装器件分别降低了2.18,3.078℃,并在五种过渡热沉封装器件中表现出最低的热应力,器件热应变最小。SiC过渡热沉封装可以有效降低微盘腔半导体激光器工作时的有源区温度,同时减少封装应力与器件应变,从而提高器件的散热能力和可靠性。计算结果对半导体激光器单管散热及阵列集成散热均有指导意义。

40Cr偏置曲柄零件淬火过程中温度场及热应力场的模拟分析

偏置曲柄零件是芦苇压缩打包装置中压缩机构的关键零部件,曲柄连杆的弯曲变形会降低压缩机构的寿命,本文针对在40Cr偏置曲柄零件淬火过程中采用传统人工测量和判断方法存在效率低、精确性较差等问题,采用ANSYS Workbench有限元软件的热分析模块,对该零件淬火过程中瞬时温度场及热应力场进行模拟及实验验证的分析,结果表明:本文提出的模拟方法可行,且至淬火结束时零件平均最大残余应力仅为30.24 MPa。这对装置中零件的材料选型以及提高装置的使用寿命具有实际意义。

基于有限元法的垂直地埋管换热器传热研究

根据能量守恒原理,对地埋管换热器建立二维传热模型。运用Ansys热分析软件,采用热传导的有限元瞬态分析方法,对地源热泵垂直埋管与回填材料及岩土间的传热进行数值模拟与分析。根据合肥地区某住宅的地源热泵工程的相关设计资料,分析了垂直埋管在岩土中传热的温度场及温度梯度场的影响大小及范围,对地埋管在1个周期运行后对岩土体的温度恢复情况的影响进行了数值分析,结果表明:对于地处夏热冬冷的合肥地区,较适宜应用地源热泵系统,岩土温度的自平衡性较好。

烧结保温空心砌块孔型与热工参数关系模拟研究

本文选择新疆页岩为原料,首先研究了其化学成分和矿物成分,均适宜制备烧结保温空心砌块。其次实验测定了页岩最佳烧成温度和在最佳烧成温度下制备的试样的导热系数。以此为依据对设计的孔型进行ANSYS热分析模拟,结果显示三种孔型均能满足寒冷地区建筑节能65%的要求,相对于德国Poroton烧结保温空气砌块而言,设计孔型更易于生产,符合国内砖瓦生产企业实际情况。

寒流降温作用下混凝土温度场传递特性分析

根据冬季某温度场试验现场的实测数据,用数值分析方法研究了在寒流降温作用下混凝土温度场传递的波动幅度衰减性和时间滞后性,提出了求解混凝土板件一维热传导温度场的函数表达式,并用ANSYS热分析[2]的方法对结论进行了验证,得出有限元计算结果与实测数据规律一致的结论。

ANSYS有限元生死单元技术在砼面板堆石坝渗流计算中的研究与应用

在渗流基本理论和控制方程的基础上,建立面板堆石坝有限元渗流计算数学模型,并利用渗流场和温度场的相似性,通过大型有限元计算软件ANSYS,采用生死单元技术,"杀死"浸润线上部的单元,"激活"处于浸润线下部的单元,施加相应的边界条件,对坝体渗流问题进行仿真模拟计算,求得面板堆石坝的浸润线和坝体内渗流流速.工程实例计算结果表明:该方法计算精度满足工程要求,且方法简便,成果直观.

基于数值模拟的混凝土碳化过程分析

混凝土碳化是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一,CO2在混凝土结构中的扩散是混凝土碳化反应过程的真实写照。碳化反应过程中CO2在混凝土中的扩散与热传导过程中热量的传递极为相似,利用大型通用有限元分析软件ANSYS的热分析模块对挡土墙的混凝土碳化过程进行了数值模拟,结合快速碳化实验得到碳化锋面CO2浓度与混凝土碳化深度拟合关系式。

同心柱状LED模组及其散热结构设计

提出一种热电隔离式同心柱LED模组,对其进行散热结构设计,探讨其制造工艺。这种热电隔离式LED模组直接将灯珠回流在相互绝缘的同心铜柱上。与传统的含基板的LED模块相比,这种LED模组具有较低的热阻特性和较低的结温。应用Ansys分析了热电隔离式模组的散热特性与结温,并通过正向电压法测出了LED结温。结果表明:额定条件下使用时,LED结温为62.7℃,超功率50%使用时,LED结温为83.2℃。

基于ANSYS保温包装球壳模型的建立

将实际保温箱尝试用不同球壳模型表达,实现了三维热传递模型向一维模型的转换,借助ANSYS热分析,进行数值模拟,分析了转换模型的保温时间及其与实际保温箱的相对误差。结果表明,当箱体一个内表面接近正方形,内尺寸最大值与最小值的比值小于2时,采用与实际保温箱内体积相等、厚度相等转化而来的球壳模型,最能真实反映实际保温箱的传热过程,这为保温包装优化设计、降低包装成本提供了依据。

水火弯板温度场理论分析和数值模拟

水火弯板工艺是船体外板弯曲的一项关键的流程,前人对钢板的温度场已进行过相关的研究。高斯热源热流密度模型被广泛用于水火弯板的温度场的分析,其参数的选取和定义,是水火弯板数值模拟中一个关键问题。本文采用高斯热源热流密度模型对水火弯板中的气体火焰热源和钢板的温度场展开了研究,并提出了高斯热源热流密度模型的不足和改进方法。

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究

高温下钢管混凝土拱桥力学性能易发生变化而丧失承载力。为对探求合理的防火设计方法提供支持,运用ANSYS热分析模型开展钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究。通过数值模拟与试验数据对比验证ANSYS热分析模型的合理性,在此基础上分析吊杆受火对钢管混凝土拱桥桥面、拱肋线形及吊杆内力影响。研究表明:吊杆受火对距其30 m以内的桥面变形及吊杆轴力影响较大。本文研究可为此类桥梁防火设计及灾后修复提供借鉴与参考。

温度对参量下转换输出角度和转换效率的影响

研究了BBO非线性晶体温度变化对自发参量下转换相关光子输出角度和转换效率的影响,以此获取BBO非线性晶体适宜的工作温度,从而降低温度对系统长期稳定性的影响.根据实验需求设计晶体夹持和温控系统,通过ANSYS热分析保证系统的可行性和可靠性.之后改变晶体加热温度,在温控精度不低于±0.03℃条件下测量相关光子输出角度和不同光束质量下光子数率随温度变化曲线.结果表明随着晶体温度的升高,相关光子输出角度随温度增加呈正比例减小趋势,该结果与理论计算结果相符.同时晶体从25℃升温至55℃可提高较差光束质量光子数率约34%,55℃以后,温度增长在较小比例提高光子数率的同时会极大的提高测量的背景噪声.综合可知,BBO晶体在工作过程中使用温度以55℃为宜.

一种倒装封装LED片式光源模组

提出一种倒装LED片式光源基板,对其进行了测试和分析。这种片式光源基板采用了多个铜电极与散热铝基板复合结构,可应用于LED串联模组,绝缘层位于电极与电极之间和电极两侧。在LED芯片结温相同时,倒装片式光源模组的光源功率明显高于正装片式光源模组,且倒装片式光源模组的热阻、芯片热流密度、最大封装热应力均小于正装片式光源模组。在10 W额定功率下,用正向电压法测得倒装片式光源模组中LED芯片结温为83℃。

基于温度变化的压差式密封成型技术的研究

为了解决中支烟机组YB55小盒外包装BOPP薄膜气密性缺陷问题,本章对YB55小盒热封系统的热封工艺进行研究。为改变小盒BOPP薄膜气密性缺陷问题,对BOPP薄膜的材料特性和热封特性进行分析,根据薄膜材料的热封机理研究BOPP薄膜在热封过程中的变化过程,并通过气密性试验验证影响BOPP气密性的因素。最后结合小盒硬包气密性差的缺陷对烙铁的结构进行分析,改进烙铁的结构。用ANSYS热分析模块对烙铁的温度分布进行分析并对比烙铁改进前后的效果得出相应结论。

Tm:YLF激光器温度场分布计算与实验

设计并研究了双晶四端泵浦的Tm:YLF激光器。利用Ansys软件中的稳态热分析模块计算了散热底板水通道在热交换系数分别为1000W/(m^2·℃)、4000W/(m^2·℃)、8000W/(m^2·℃)和15000W/(m^2·℃)以及采用TEC制冷时对应的晶体夹具及散热底板的温度分布。根据计算结果,在采用水温16℃中等强制对流及以上时与TEC制冷控温18~20℃时对Tm:YLF晶体冷却效果近似,可近似等效于TEC制冷。根据模拟计算的结果,设计了可用光纤耦合半导体激光器泵浦的U型腔结构Tm:YLF激光器。在采用16℃冷却水直接冷却晶体夹具时,单晶双端泵浦和双晶四端泵浦的Tm:YLF输出功率分别达到了25.9W和46W的激光输出,对应的斜效率分别为40.7%和37.1%。在实验过程中,晶体夹具未出现温度过高。实验结果说明设计的直接传导冷却系统可有效地冷却泵浦功率在140W时的双晶四端泵浦结构Tm:YLF晶体。