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万博ANSYS的博客

2022年11月1日

万博Ansys集成C&R Technologies的热桌面,促进热设计和优化

和许多工程师一样,从记事起,我就对太空任务惊叹不已。随着商业太空的最新发展和美国宇航局重返月球计划的重新启动,这种兴趣只会增长。当然,现在有大量的视频和文章,可以让任何人深入了解发射火箭和应对太空极端环境的挑战。我们了解得越多,我们在太空中的成功就越令人印象深刻。

所以,我很兴奋欢迎Cullimore and Ring技术公司(CRTech)到Ans万博ys。CRTech是热桌面的制造商,提供了许多独特的技术,这些技术已经被航天工业的领导者使用了30多年。

这是世界上独一无二的独创性

有许多热桌面帮助设计热系统的例子。我看到的最有趣的一个是匠心,这是一架搭载毅力号火星车在2020年执行火星任务.这架小型直升机于2021年4月首飞。

直升机模型

从左上顺时针:一个热桌面的火星直升机匠心热分析;Ans万博ys模拟显示无质量示踪颗粒,突出转子的影响;转子下的高压区 

模拟火星上的首次飞行尝试
模拟火星上的首次飞行尝试

可以想象,管理这样一个质量约束非常严格的飞行器的动力需求是一个很大的挑战。随着火星上的温度下降到零下90°C(零下130°F),匠心公司几乎一半的电力都用于热管理。有一个允许的飞行温度(AFT),必须遵守,以确保一切正常运行,并成功飞行。这样的设计出错就意味着失败,没有机会进行改造或修复。“匠心”最初只是一次技术演示,预计最多可以飞行5次,目前已经完成了30多次飞行,而且飞行距离和持续时间也超过了目标。

世界各地的热工程师都使用热桌面来解决具有挑战性的问题,如火星直升机詹姆斯·韦伯太空望远镜,以及许多更实际的应用。CRTech设计和模拟软件应用于从液氦冷却MRI设备到玻璃制造和甲烷裂解炉的所有领域

CRTech团队在热管理、流动网络、辐射等方面拥有丰富的经验和专业知识。他们在CRTech通过与客户密切合作构建了独特的工具。现在,作为Ansys的一部分,这万博些工具可以与Ansys多物理求解器相结合,提供更大的价值。

詹姆斯韦伯太空望远镜模型
镜像段之间详细连接的模拟
用Zemax模拟主镜的波前图

C&R Technologies(左)和Ansys(右)的软件被用来模拟詹姆斯·韦伯万博太空望远镜的不同方面。 

一个成功的组合 

Thermal Desktop已经可以使用Ansys System Coupling万博与Ansys计算流体动力学(CFD)解决方案共同解决。这些工具的进一步集成将使客户能够充分利用两个世界的优势:系统级热/流体网络和完整的CFD解决方案,实现高效、高精度和详细的模拟。

模型几乎可以从任何地方导入到Thermal Desktop中。对于复杂的几何图形,也可以使用TD直接,这是内置的万博Ansys SpaceClaim.这有助于实现快速的设计迭代、隔间的流体体积、管道中心线和许多其他功能。

复杂几何图形的例子包括,对电动汽车锂离子电池模块等设备热量管理的需求日益增长。这里的热模拟非常重要。电池系统的性能、安全性和效率都非常依赖于温度,无论是在车辆行驶时还是在电池充电时。

除了使用Thermal Desktop,还可以使用TD Direct以及RadCAD和fload模块,它们为您提供了巨大的灵活性,可以确定您想要包含在模型中的保真度或细节级别。

工作将立即开始连接热桌面与万博Ansys ModelCenter,使用OpenTD在ModelCenter提供的流程集成和设计优化(PIDO)框架内,利用CRTech工具中的参数变化和外部命令。OpenTD API也将用于集成热桌面万博Ansys系统工具包(STK).将STK的首要任务规划与RadCAD的一流辐射计算连接起来的计划已经到位。任务规划者可以为RadCAD提供复杂的月球任务,如近直线光环轨道(NRHO),并从热桌面获取结果以改进这些任务。

SINDA/FLUINT是热桌面背后的解决方案引擎。它可以处理两相流的特性以及单相和两相之间转换的复杂性。应用包括冷凝器-蒸发器系统、热管、两相热虹吸模拟、低温系统和杜瓦瓶、气体储存和分配系统以及燃料电池等各种用例。有趣的是,SINDA/FLUINT代码的根源可以追溯到20世纪60年代,这是模拟软件的一个长期遗产,甚至比20世纪60年代还要古老万博Ansys Mechanical APDL

Ansys和C&R Technologies工具之间现有的协同万博作用只是一个开始。例如,RadCAD可以为任何物体提供辐射载荷,从位于窗口的物体到船只、飞机、宇宙飞船,甚至是遥远行星上的探测器。该辐射载荷可用于详细的结构响应分析机械和全三维CFD模拟万博Ansys流利.这些负载可以用来观察对光学传感器和射频天线的影响。

结合Ansys和CRTech仿真解决方案有很大的潜力。万博这些工具甚至可以连接到一个完整的任务模拟:火星任务,或者只是快速去商店买一些牛奶在你的自动驾驶汽车!

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