DARPA早期项目：芯片内/芯片间增强制冷技术应用

通过本文的阅读，初学者可以掌握ANSYS Workbench使用过程中的一些实用操作，主要包括：印记面建立、局部网格信息读取、求解设置（载荷步、并行计算、求解过程信息查看）以及结果后处理（节点结果输出、Surface、Path等），也欢迎大家公 众号内留言，共同讨论、分享。1 模型中的印迹面 经典版的ANSYS中，可以直接施加载荷在节点上从而实现某个局部范围上的载荷施加，但在ANSYSWorkbench中就不怎么方面。Workbench中有一个功能可以实现在局部区域施加载荷，即创建Imprint face（印记面功能）。该功能须在Geometry中进行编辑，随后在Mechanical中将载荷局部施加在所创建的印记面上。 对于外部导入的模型，geometry编辑时，先对操作对象进行解冻（Unfreeze），若为geometry所建模型则无需此操作。 根据需求，在所需平面内绘制载荷施加形状，这里为圆。 在modeling中对该草图进行拉伸，在拉伸选项中选择Imprint Face并generate。 完成印记面的添加如下：2 网格2.1 网格质量检查 在Mesh＞Statistics＞Mesh metric中，可选择不同项对单元网格质量进行综合评估。常用的包括单元质量（ElementQuality）、单元长宽比（AspectRatio）、雅克比（JacobianRatio）以及最大角度（MaximumCorner Angle）等。通过合理的网格划分方法，综合考虑这几项单元质量指标，有助于计算过程的顺利进行（尤其是遇到非线性求解）。网格质量：单元长宽比：单元雅克比：单元最大顶角：2.2 局部网格信息输出 对于局部区域的网格信息，可通过建立Named selection导出信息。 右键选择Named Selection选项，选择Export，导出txt文件，即可得到该区域的网格及其节点信息，包括单元编号、单元类型、节点编号。2.3 Finite Element Modeler 将求解设置信息传递至FiniteElement Modeler并点击进入，可以查看完整的模型及网格信息。这里可以看到不同body的节点数和单元数以及单元类型。 Generate Data项则可以查看相应的前处理命令流，且该命令流与ANSYS经典APDL兼容。3 节点载荷 开启节点选择模式，选择载荷施加区域的节点，形成Named Selection，这里命名node。 在求解设置中，选择DirectFE＞NodalDisplacement（当然也可以选择Force、Pressure及其他） 选择刚才创建的Named Selection，施加位移载荷如图。4 求解4.1 载荷步设置 当遇到突变载荷或某一随时间规律性变化的载荷时，需对求解时间段进行载荷步划分，以便得到较好的计算收敛性。 先设置求解步数、求解总时间。再对子步的求解时间进行设置。 ANSYS Workbench中默认为Auto Time Stepping，需设置最小、中间、最大Time Stepping。这里Auto Time Stepping关闭，因此每个时间步长是固定的。也可以选择Defined By Substeps，这样就可以定义每个载荷步中的子步数。4.2 并行计算 对于复杂的结构分析、流体分析、非线性分析通常需要较长的计算时间，利用并行求解功能，可以充分发挥计算机的性能，大大缩短仿真分析的求解时间。在ANSYS Workbench中开启并行计算，先进入Mechanical求解界面，单击菜单Tools＞Solve Process Settings。 打开SolveProcess Settings对话框，选择Advanced，在弹出的Advanced Properties对话框中，可对并行计算的CPU数量、GPU加速情况进行设置。 不过对于和谐版的软件，会有核心数的限制，将会导致选择再多的核数也并未见计算效率有明显提升。4.3 求解过程信息 进入Solution项的solution information，可以查看求解信息。在Solution output一栏可以选择Solver Output,Force Convergence,Displacement Convergence,Max DOF Increment等选项。 Solver output信息，从中可以看出计算结果收敛情况。力收敛情况：位移收敛情况：最大自由度增量：5 结果后处理5.1 Worksheet 在Worksheet中可以查看可输出结果的对应信息，包括适用范围、数据类型、方向、正确的表达式等。可根据具体的计算结果输出要求，查找对应的表达式。也可以在列表中选择某一项，右键单击进行User Defined Result定义。5.2 云图显示5.2.1 Color bar范围调节 将鼠标悬停在Color Bar上，待其变为双箭头，上下拖曳即可实现图例边界的调节，更清楚地显示出等高线图的结果分布。5.2.2 独立带（Independent Bands） 可以使用中性色来代表高于或低于指定图例限制的模型区域，具体操作为：Color Bar右键单击，选择Independent Bands，选择Top and Bottom（默认情况为None）。操作如下：5.3 节点结果输出 右键点击某一结果选项（这里选等效应力），点击export，可以输出结果的txt文件，文件中有对应节点、对应单元下的具体数值。5.4 Surface and path 右键Model，选择构造几何体（Construction Geometry） 右键ConstructionGeometry，插入Surface，命名为mid plane。该Surface可以是实体模型上的某一个表面生成，也可以通过建立局部坐标生成新的平面。完成后，在Solution栏Scoping Method中选择Surface，指定刚才建立的mid plane。选择等效应力，结果显示如下： 同样，右键ConstructionGeometry，插入Path，命名为diagonal line，并选择如图所示的起始点。完成后，在Solution栏Scoping Method中选择Path，指定刚才建立的diagonal line。选择整体形变，结果如下：【免责声明】：本公众 号致力于仿真交流、信息共享、知识传递，部分素材来源于网络。若本公众 号无意侵犯媒体或个人知识产权，请后台告知，我们将尽快处理。来源：CAE初行者