Встроенное решение для тепловых и теплообменных расчетов
Модуль Femap Advanced Thermal Solver интегрирован в портфель продуктов Femap и открывает доступ ко всем преимуществам расширенной расчетной среды Femap. Встроенное приложение Femap позволяет опытным инженерам и специалистам по тепловым расчетам избавиться от необходимости переносить файлы из системы в систему и преобразовывать геометрию, теряя ассоциативные связи между геометрией Femap и задачами конечно-элементного анализа.
Femap Advanced Thermal Solver содержит широкий набор инструментов для создания тепловых моделей и готовой к анализу геометрии. Пользователь может автоматически (или вручную) удалять из геометрии все ненужные элементы. Можно также улучшать сетку в критически важных местах и выборочно управлять плотностью сетки, уменьшая или оптимизируя размер модели для получения быстрого и точного решения.
Femap Advanced Thermal Solver дает возможность моделировать и каталогизировать детали и открывать другим пользователям доступ к деталям и библиотекам материалов. Таким образом сводится к минимуму вероятность доработки и появления ошибок, исправление которых повлечет за собой существенные затраты.
Комбинация модулей Femap Flow Solver и Femap Advanced Thermal Solver представляет собой связанное мультифизическое решение для работы с процессами теплообмена между твердыми телами и жидкостями.
.jpg)
Метод тепловой связи для соединения несвязанных твердотельных и поверхностных сеток
Тепловая связь — эффективный метод создания сборок путем моделирования теплового потока между несвязанными деталями, компонентами и даже отличающимися сетками. Можно изучить множество альтернативных сценариев и расположений деталей в сборке, один раз задав параметры тепловой связи между несвязанными деталями. Между элементами, расположенными на противоположных частях, автоматически создаются «пути» передачи тепла. Проводимость определяется на основе взаимного расположения. Учитываются взаимные перекрытия и несовпадения между несвязанными и отличающимися сетками, участвующими в теплообмене. Такой подход позволяет свободно перемещать компоненты сборки перед проведением расчета. Типы тепловой связи включают кондуктивную, лучистую, конвективную связь и связь интерфейса. Тепловые связи также можно определять как изменения различных параметров модели, например температуры и тепловой нагрузки.
Процессы теплообмена между твердыми телами и жидкостями и определение термо-упругого состояния
Чтобы решать сложные задачи вычислительной газогидродинамики, моделирование тепловых связей можно объединить с решением Femap Flow. Такая комбинация позволяет моделировать сложные и полностью связанные процессы теплообмена между твердыми телами и жидкостями, в том числе с учетом сложного лучистого теплообмена.
Когда лицензии Femap Flow Solver, Femap Thermal Solver и Femap Advanced Thermal Solver приобретаются вместе, к ним бесплатно прилагается решатель теплообмена между твердыми телами и жидкостями. Это позволяет полностью связывать моделирование излучения и проводимости с 3D потоком.
Основные возможности
- Позволяет исследовать множество альтернативных вариантов при работе со сложными сборками
- Упрощает процесс создания сборок, позволяя моделировать тепловой поток между несвязанными деталями и компонентами
- Позволяет моделировать сложные и полностью связанные процессы теплообмена между твердыми телами и жидкостями, в том числе с учетом лучистого теплообмена
- Поддерживает перенос результатов расчета на конечно-элементную модель для определения термо-упругого состояния в Nastran
Краткий обзор
Модуль Femap Advanced Thermal Solver добавляет к функциональности пакета Femap Thermal Solver расширенный набор инструментов для более сложных тепловых и теплообменных расчетов, основанных на численных методах. Эти инструменты позволяют получать достоверные результаты и решать дополнительные задачи теплового моделирования в самых разных отраслях промышленности.
Объединив модули Femap Advanced Thermal Solver и Femap Flow Solver (решение Femap CFD), можно выполнять анализ полностью связанных процессов теплообмена между твердыми телами и жидкостями.
Конечно-объемный решатель Femap Advanced Thermal Solver, использующий конечно-элементную сеточную модель, позволяет точно и эффективно моделировать теплообменные процессы. В этом решении гибкость конечно-элементного анализа сочетается с точностью и эффективностью конечно-разностной схемы. Технология Femap Thermal Solver повышает эффективность моделирования сборок и деталей Femap в сложных температурных средах.
Функции решателя
- Установившиеся режимы (линейные и нелинейные)
- Переходные процессы (линейные и нелинейные)
- Нелинейные тепловые свойства материала
- Осесимметричное моделирование
- Циклический тепловой анализ
- Высокоскоростные эффекты вращения
- Итеративная технология решателя сопряженных градиентов
- Моделирование полностью связанных процессов лучистого, конвективного и кондуктивного теплообмена
- Электрический нагрев
- Трассировка лучей, включая затухание и рассеивание тепла под влиянием среды
- Расчет скрытой теплоты фазовых переходов материала и тепловой абляции
Возможности
- Метод тепловой связи для соединения несвязанных твердотельных и поверхностных сеток в сборке
- Процессы теплообмена между твердыми телами и жидкостями (в паре с Femap Flow Solver)
- Быстрый и точный конечно-объемный тепловой решатель, использующий конечно-элементную сеточную модель
- Наиболее полный набор инструментов для сложных расчетов теплового излучения
- Электрический нагрев
- Дневной и солнечный нагрев и нагрев среды
- Фазовые переходы материала, включая расчеты скрытой теплоты и тепловой абляции
- Моделирование интерфейса между связанными деталями: постоянный, изменяющийся во времени или зависящий от температуры коэффициент теплопередачи, термического сопротивления или теплопроводности
- Корреляции конвективного обмена между гранями: параллельные плиты, концентрические сферы или цилиндры
- Гидравлические сети 1D с учетом процессов между твердыми телами и жидкостями
Расширенные функции тепловых связей
- Тепловое соединение несвязанных ребер и граней, а также ребер и граней отличающихся сеток
- Моделирование контактов «поверхность — поверхность», «ребро — ребро» и/или «ребро — поверхность» между частями: постоянные, изменяющиеся во времени или зависящие от температуры коэффициент теплопередачи, термического сопротивления или теплопроводности
- Обмен излучением между несвязанными гранями деталей и гранями одной детали
Примененные тепловые нагрузки
- Постоянные и изменяющиеся во времени тепловые нагрузки
- Постоянный и изменяющийся во времени тепловой поток
- Постоянное и изменяющееся во времени тепловыделение
- Все применяемые нагрузки имеют инструменты теплового контроля (PID контроллеры)
Граничные условия температуры
- Постоянная температура для установившихся режимов или переходных процессов
- Меняющееся время для переходного процесса и нелинейного установившегося режима
- Регулировка температуры термостата
Кондуктивный теплообмен
- Возможность работы с крупными моделями кондуктивного теплообмена (схема данных с оптимальным использованием памяти)
- Зависящая от температуры теплопроводность
- Зависящая от температуры удельная теплоемкость
- Ортотропная теплопроводность
- Теплота формирования при заданной температуре фазовых переходов
Конвективная теплопередача
- Постоянные, изменяющиеся во времени или зависящие от температуры коэффициенты теплопередачи
- Параметры и нелинейные функции градиента температуры
- Естественная конвекция
- Основанная на корреляции естественная конвекция в окружающую среду для наклонных плит, цилиндров и сфер
- Принудительная конвекция
- Основанная на корреляции конвекция для плит, сфер и цилиндров в принудительном потоке жидкости
Лучистый теплообмен
- Постоянная и зависящая от температуры степень черноты
- Несколько преград излучения
- Вычисление угловых коэффициентов с учетом рассеяния и наличия теневых зон
- Вычисления угловых коэффициентов
- Адаптивная схема для оптимизации суммы угловых коэффициентов
- Базирующийся на методе Hemicube алгоритм вычисления угловых коэффициентов позволяет задействовать для расчета видеокарту
- Создание путей лучей для адаптации крупных моделей излучения, основанных на элементах
- Возможности создания подмоделей
- Элементы управления и параметры матрицы
- Расширенные оптические свойства (зависимая длина волны и пр.)
- Метод Монте-Карло для расширенной трассировки лучей и рассеивания под влиянием среды
Начальные условия
- Начальные температуры для переходного процесса и установившегося режима
- Начальные температуры для результатов предыдущего решения, из файла
Атрибуты решателя и решения
- Улучшенное адаптивное задание шага по времени
- Условия перезапуска, циклические критерии сходимости
- Прямой доступ к параметрам решателя
- Критерии сходимости решателя и релаксационные коэффициенты
- Монитор решателя со сходимостью и атрибутами решения
- Отображение промежуточных результатов и восстановление напрямую с монитора решателя
Другие возможности
- Создатель отчетов по результатам
- Отчет по результатам в формате таблицы Excel
- Вычисление теплового потока между группами
- Соотношение теплоты
- Полная или частичная деактивация выбранных элементов (для вычисления угловых коэффициентов излучения)
- Пользовательские подпрограммы
- Начальные условия из отличающихся сеток
- Отчеты о термостате и активном регуляторе температуры
- Расширенные параметры времени завершения переходного процесса
- Обновленные гидравлические сети
- Улучшенная схема адвекции потока в канале
- Соединения «канал-3D-CFD»
- Выполнение до восьми процессов на одном вычислительном благодаря параллельному использованию распределенной памяти
- Расширенный визуализатор орбиты
- Широкий набор точек визуализации
Результаты моделирования
Список результатов был обновлен. Теперь доступны следующие результаты:
Тепловой анализ
- Температуры
- Мин/макс температуры и время вхождения
- Полная температура
- Кондуктивные тепловые потоки
- Конвективные тепловые потоки
- Градиенты температуры
- Поперечные градиенты температуры
- Полные нагрузки и потоки
- Остаток
- Коэффициенты свободной и принудительной конвекции
- Джоулевы данные
- Качество фазового перехода
- RC продукты
Излучение
- Суммы угловых коэффициентов
- Угловой коэффициент излучения среды
- Очевидные температуры
- Излучения
- Плотности потока
- Чистый поток излучения
- Потоки метода излучения
- Интенсивности потока падающего излучения
Источники радиационного и орбитального излучения
- Угловые коэффициенты Cолнца и планеты
- Поглощенные потоки
- Падающие потоки
- Перенесенные потоки
- Отраженные потоки
1D поток
- Температуры
- Скорости потока
- Линейные скорости вихревого движения
- Давление
- Плотность
- Массовый расход потока
- Числа Рейнольдса
Необходимо наличие модулей Femap with NX Nastran: Basic (E600/601) и FEMAP: Thermal Sover
Попробуйте Siemens Femap и познакомьтесь с самыми современными возможностями моделирования в пре-/постпроцессоре Femap вместе с вычислительными возможностями ведущего в отрасли решателя Simcenter Nastran.
Посмотрите, как эти комплексные приложения для моделирования и анализа могут помочь Вам сэкономить деньги и сократить время выхода изделия на рынок благодаря оптимизированным проектам, уменьшению числа прототипов и натурных испытаний.
По этой ссылке Вы получите доступ к полной версии Siemens Femap: Base Module с дополнительным модулем Dynamic Response. Нет ограничений по количеству сохранений, размерам моделей или другим факторам, которые ограничивают Вашу способность моделировать и анализировать готовые проекты изделий.
.svg)
.jpg)
.jpg)
