计算机辅助工程(CAE)软件是解决复杂工程问题的核心工业基础软件。在结构力学仿真与热仿真领域,国外商用软件长期占据主导地位。重庆励颐拓软件团队专注于研发具备国际先进水平的通用 CAE 仿真平台LiToSim,并面向行业定制开发LiToTherm、LiToDyna等专用仿真工具。经深度技术攻关与产品迭代,软件已全面覆盖国外主流商用软件的核心功能,包括单元类型、材料模型、特殊连接与接触算法等;通过与华为、长安等国内龙头企业联合工程验证,软件计算精度、稳定性与求解效率显著提升。本文以典型工程案例为载体,系统开展 LiToSim和LiToTherm 与主流商用 CAE 软件的对标验证。
涡轮叶片是航空发动机的核心部件之一,长期服役于高温、高压、高速气流耦合的极端工况,易产生烧蚀等损伤。涡轮叶片的损伤严重影响着飞行安全以及运营成本。采用LiToTherm与LiToSim分别开展涡轮静叶片的热传导仿真与结构力学分析,获取静叶片全域温度场、热流密度、位移场与等效应力分布,并与主流商用 CAE 软件进行定量对标。
叶片烧灼(图片来自于网络)

涡轮叶盘(Turbine Disk-Blade)为燃气涡轮发动机核心旋转部件,由轮盘、叶片及榫头连接结构组成。其长期在高温环境下工作,热管理设计直接决定热防护能力,对部件服役寿命与工作效率具有决定性影响。基于LiToTherm开展涡轮叶盘精细化建模与热仿真分析:轮盘主体采用六面体网格,叶片采用四面体网格离散,榫头与轮盘连接界面采用热接触(Thermal Conductance)模型模拟界面传热。


涡轮叶盘整体温度场云图
微通道散热器具备高热流密度散热能力,可高效导出电子元器件内部积聚热量,显著延长器件服役寿命。其结构紧凑、表面积大、换热效率高、工质需求量小,可有效解决小尺寸高功率芯片散热难题,广泛应用于大功率电子散热、航空航天等高精尖领域。基于LiToTherm开展微通道散热器传热特性仿真,获取器件温度场与热流密度分布,可为高密度集成微系统热设计提供数据支撑。

散热器示意图(图片来自于网络)
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结论:仿真结果对标商软差异均小于0.001%。
QFN(Quad Flat No-leads,四方扁平无引脚封装)为典型表面贴装封装形式,通过底部裸 露焊盘与 PCB 直接焊接,同步实现电气互联与高效散热。合理的QFN 热设计可抑制芯片过热失效,提升系统可靠性并优化电气性能。采用LiToTherm对 QFN 封装器件开展多组件热分析,覆盖 AD、DIE、LEAD、MOLD、SOLDER、焊盘及 PCB 等关键结构。

压力容器封闭件为密封容器开口、防止介质泄漏并承受内压的关键结构,其失效易引发泄漏、爆炸等重大安全事故。基于LiToTherm模拟压力容器螺栓封闭件在热对流与热接触工况下的传热行为,获取关键部件温度场分布。



排气歧管(Exhaust Manifold)作为将发动机各缸废气汇集并导出的关键部件,其服役工况复杂多变。综合考虑热传导、热对流与热辐射耦合作用,针对排气歧管开展精细化热仿真,分别采用空腔辐射模型与腔体近似模型进行对比计算。

以聚光光伏发电组件为对象,开展热力耦合分析。该组件中,太阳能电池被夹持于玻璃基板与散热器之间,太阳光数倍聚集于太阳能电池表面,导致电池温度显著上升。通过散热器实现有效散热,为精准掌握组件中各关键部位的温度分布规律及热应力分布特征,采用LiToTherm与LiToSim仿真软件,分别开展热仿真与固体力学仿真分析。

