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Infolytica电机温度场仿真软件Themnet教学资料.pdf

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ThermNet介绍.pdf
ThermNet.pdf
专业、精确的热场分析仿真工具 ThermNet 1、简介 ThermNet 仿真对给定热源的温度分布进行仿真分析。ThermNet 和 MagNet 结合可以进 行精确的电磁-热耦合仿真计算。 部分功能如下: 对给定热源产生的温度分布进行仿真分析,考虑导热材料存在的情况和对流/辐射边界 损失。 与 MagNet 的双向耦合分析由于涡流和磁滞损耗产生的热效应。 以密度的形式设定分布在每一个部件内的热能值。 方便的建模能力和直观的界面。 材料建模(可以是温度的函数)。 强大的参数化功能,可以在一个模型上实现多个工况的仿真。 2、功能概览 1) 求解器介绍 静态求解器 瞬态求解器 电磁耦合求解器 确定在存在热传导材料 和对流和辐射边界下,由 给定热源产生的静态温 度分布。 确定在存在热传导材料 和对流和辐射边界下,由 给定热源产生的时变温 度分布。 使用与静磁场或时间-谐振磁场的迭代 耦合分析,预测由于铁损和涡流损耗产 生的温度分布,和确定对电导率和磁材 料属性的温度效应。 根据时间效应的影响,定 义时间步长。 用户可以控制进行电磁仿真的次数。 2) 几何建模器 支持 3D 实体建模(solid modeling) ; 用户可以创建自己的模型库,以便在设计中重复使用; SAT 和 DXF 文件的输入和输出功能; 其他可供选择的输入/输出模块:CATIA, STEP, IGES, Pro/E 和 Inventor 文件; 对耦合仿真的 Enable 和 Disable 选择:可以定义模型中的某个部件只进行一种仿真运 算(例如,只进行热场计算),而不进行耦合运算中的另一个仿真(电磁仿真)。 3) 材料编辑器 包含 Infolytica 预定义材料库作为永久参考; 在一种材料属性定义时,对不同的温度值,定义相应的电磁属性; 模型所用的材料,便于共享; 定义自己的材料。可以定义以下属性: 北京海基科技发展有限责任公司 上海分公司:上海海杰信息科技有限公司 海基科技西南区办事处: 成都市 北京海淀区学院路 35 号世宁大厦 1009 室 浦东陆家嘴环路 958 号华能联合大厦 1309 室 红星路 3 段正熙国际大厦 1901 室 Tel: 86-10-82318880 Tel: 8621-68866102 Tel:028-86719126 Fax: 86-10-82324448 Fax: 8621-68864176 Fax:028-86719126 Website: www.hikeytech.com Email: billjia@hikeytech.com; wangfei@hikeytech.com 1
热导率 密度 给定热容率 4) 脚本编程 基于微软的 ActiveX™ 技术, 用户可以自动地处理重复性任务和对一些配置客户化; 脚本记录工具可以帮助编写脚本程序,用户也可以自己写; 可以和其他软件通信和互动,例如: 与 excel 连接,便于对数据进行处理; 将数据结果传输到其他仿真软件,实现多物理分析; 5) 网格和自适应 支持自动网格剖分和用户自定义网格剖分; 自适应网格剖分; ThermNet 中的自适应网格剖分与 MagNet 的自适应网格剖分是互相独立的。这是因为 这两种仿真所要求的网格不需要一致。自适应收敛度是根据各自相应的与能量有关的总 体量的变化决定的; 6) 边界条件 用户可以选择对模型未知场适合边界条件:Perfect Insulator, Specified Temperature 或者 Environmental Conditions; 对于对称结构,边界条件还可以减小仿真时间。 7) 参数化 通过对材料,几何形状,边界条件等的参数化,对给定模型进行多工况仿真 8) 结果/后处理 可以用等势线图,云图和矢量图来形象的表示部件表面或某一个切面的场量。 所支持的温度单位包括:摄氏(Celsius),华氏(Fahrenheit),开尔文(Kelvin)。 自动生成的场量包括: 热流 (Heat Flow) 温度 (Temperature) 热源 (Heat Source) 数据与结果的图表生成; 时变,参数化和运动问题的动画生成; 求解后网格的观测; 场量采样工具(Field sampler)可以探测某一点(网点)或沿某条线上的场量; 与第三方软件耦合或连接,以便进一步数据分析。 3、前处理 1) 几何建模器 Infolytica所提供的 3 维几何建模功能是电磁设计工程师最为方便的工具,它可以通过雕 刻、组合, 沿任意方向拉伸, 等功能来实现任意形状的 3 维设备模型。强大的建模功能为 高精度的仿真分析提供了很好的帮助。 一些几何建模的实现方法列举如下: 对部件模型的布尔运算 (Union, Subtract,和 Intersect )。 北京海基科技发展有限责任公司 上海分公司:上海海杰信息科技有限公司 海基科技西南区办事处: 成都市 北京海淀区学院路 35 号世宁大厦 1009 室 浦东陆家嘴环路 958 号华能联合大厦 1309 室 红星路 3 段正熙国际大厦 1901 室 Tel: 86-10-82318880 Tel: 8621-68866102 Tel:028-86719126 Fax: 86-10-82324448 Fax: 8621-68864176 Fax:028-86719126 Website: www.hikeytech.com Email: billjia@hikeytech.com; wangfei@hikeytech.com 2
部件模型的项目窗口的排列(影响部件重叠部分的材料定义)。 部件在模型窗口的显示与隐藏。 部件失效功能:部件不参加网格剖分,无须删掉部件。 3 维网格单元的优化—Infolytica 仿真软件应用有限元方法精确的建模和预测网格单元 内的场量。 另外, Infolytica 软件可以导入 SAT 文件,得到满意的网格单元,如下面 3D 几何建 模网格生成器的例子所示。 3D几何建模网格生成器 生成非结构化的四面体网格单元; 可以处理任意方向拉伸构建的模型部件; 自动网格生成和自适应网格 模型内的部件可以部分重叠:一个部件占有的模型空间对于在项目栏中的 Object 中排列在它上面的所有部件具有优先级。 可以对其他 CAD 软件导入的几何模型进行网格单元剖分。 网格剖分例一 网格剖分例二 北京海基科技发展有限责任公司 上海分公司:上海海杰信息科技有限公司 海基科技西南区办事处: 成都市 北京海淀区学院路 35 号世宁大厦 1009 室 浦东陆家嘴环路 958 号华能联合大厦 1309 室 红星路 3 段正熙国际大厦 1901 室 Tel: 86-10-82318880 Tel: 8621-68866102 Tel:028-86719126 Fax: 86-10-82324448 Fax: 8621-68864176 Fax:028-86719126 Website: www.hikeytech.com Email: billjia@hikeytech.com; wangfei@hikeytech.com 3
网格剖分例三 几何建模举例:显性布尔操作explicit use 用户可以对两个或更多的部件,或对一个部件和一个切片(a slicing plane) ,采用显性布 尔操作(Union, Subtraction, 或 Intersection) 。另一种基于部件优先级原则的方法更加简单, 可以对部件隐含布尔操作。 部件Union ----新部件包含重叠部件的所有部分,并标记为Union #。(图例说明) 部件Subtract ----新部件去掉第一个部件的重叠部分,标记为 Subtract # 。(图例说明- 两个 部件) : 北京海基科技发展有限责任公司 上海分公司:上海海杰信息科技有限公司 海基科技西南区办事处: 成都市 北京海淀区学院路 35 号世宁大厦 1009 室 浦东陆家嘴环路 958 号华能联合大厦 1309 室 红星路 3 段正熙国际大厦 1901 室 Tel: 86-10-82318880 Tel: 8621-68866102 Tel:028-86719126 Fax: 86-10-82324448 Fax: 8621-68864176 Fax:028-86719126 Website: www.hikeytech.com Email: billjia@hikeytech.com; wangfei@hikeytech.com 4
(图例说明- 两个部件和一个切片) 部件Intersect ----新部件仅包括重叠部件的共同部分,标记为 Intersect #。 (图例说明) 北京海基科技发展有限责任公司 上海分公司:上海海杰信息科技有限公司 海基科技西南区办事处: 成都市 北京海淀区学院路 35 号世宁大厦 1009 室 浦东陆家嘴环路 958 号华能联合大厦 1309 室 红星路 3 段正熙国际大厦 1901 室 Tel: 86-10-82318880 Tel: 8621-68866102 Tel:028-86719126 Fax: 86-10-82324448 Fax: 8621-68864176 Fax:028-86719126 Website: www.hikeytech.com Email: billjia@hikeytech.com; wangfei@hikeytech.com 5
几何建模举例:隐含布尔操作implicit use 很多方法可以用 Infolytica 的 3D Solid Modeler 建立模型部件。用户可以使用显性布 尔操作命令( Union, Subtraction, Intersection )。另一种方法是,采用部件的某种特性(如 层次和重叠)的原则,来自动地进行隐含布尔操作。这种方法在建立包围其他模型部件的空 气时非常有用。用户也可以根据自己的喜好,结合两种布尔操作方法来建立需要的几何形状。 隐含操作 首先,用户需要理解在实体模型中的几何形状构造中,什么是部件层次,和优先级原则。 在接下来的例子中,三个部件的建立来说明这些概念。并采用初始 3D 网格剖分,部件的隐 藏和重排序等功能来更好的说明。 优先级原则:Infolytica 3D 实体建模器自动的对完全和部分重叠的物体进行布尔操作, 采用如下的原则: 对于完全重合的模型部件,较小的部件在模型空间中具有高的优先级。 对于互相部分重叠的部件,在模型 object 页面的排列靠下的部件的模型空间的 级别高于排在它前面的部件。 用户可以通过改变部件在 object 树结构表位置,来控制重合部件的网格剖分结果。 布尔操作和优先级原则效果示例: 注意:在 Solid Modeling 的环境下,已经建立三个部件。 Large box: 与 Small box 完全重合,并与圆柱 Cylinder 部分重叠。 Small box: 与 Large box 完全重合,并与圆柱 Cylinder 部分重叠。 Cylinder: 与 Large box 和 Small box 部分重叠,是第三个建立的部件。 北京海基科技发展有限责任公司 上海分公司:上海海杰信息科技有限公司 海基科技西南区办事处: 成都市 北京海淀区学院路 35 号世宁大厦 1009 室 浦东陆家嘴环路 958 号华能联合大厦 1309 室 红星路 3 段正熙国际大厦 1901 室 Tel: 86-10-82318880 Tel: 8621-68866102 Tel:028-86719126 Fax: 86-10-82324448 Fax: 8621-68864176 Fax:028-86719126 Website: www.hikeytech.com Email: billjia@hikeytech.com; wangfei@hikeytech.com 6
Project 项目管理栏 三个部件的初始 3D 网格 所有的部件设为可视,在 project 树结构中按照建立的顺序排列。 隐藏 Small box,观察模型的初始 3D 网格 这个操作过程演示原则 1 的效果(作用在 Large box 和 Small box 上)。 在 Object 树结构表中,选中 Small box,使它隐藏。在部件左边的一个红色的 X 表示这 个部件被隐藏。 Project 项目管理栏: 隐藏 Small box 部件 北京海基科技发展有限责任公司 上海分公司:上海海杰信息科技有限公司 海基科技西南区办事处: 成都市 北京海淀区学院路 35 号世宁大厦 1009 室 浦东陆家嘴环路 958 号华能联合大厦 1309 室 红星路 3 段正熙国际大厦 1901 室 Tel: 86-10-82318880 Tel: 8621-68866102 Tel:028-86719126 Fax: 86-10-82324448 Fax: 8621-68864176 Fax:028-86719126 Website: www.hikeytech.com Email: billjia@hikeytech.com; wangfei@hikeytech.com 7
Large Box 和 Cylinder 的初始 3D 网格 隐藏 Cylinder,观察模型的初始 3D 网格 这个操作过程演示原则 2 的效果(作用在 Large box 和 Small box 上)。 首先,将 Small box 重新显示出来。 接着,将 Cylinder 部件隐藏 Project 项目管理栏: 隐藏 Cylinder 部件 Large 和 Small Boxes 初始 3D 网格 北京海基科技发展有限责任公司 上海分公司:上海海杰信息科技有限公司 海基科技西南区办事处: 成都市 北京海淀区学院路 35 号世宁大厦 1009 室 浦东陆家嘴环路 958 号华能联合大厦 1309 室 红星路 3 段正熙国际大厦 1901 室 Tel: 86-10-82318880 Tel: 8621-68866102 Tel:028-86719126 Fax: 86-10-82324448 Fax: 8621-68864176 Fax:028-86719126 Website: www.hikeytech.com Email: billjia@hikeytech.com; wangfei@hikeytech.com 8
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