热管理
防止电子系统的温度超限对保持飞行器正常运行是非常必要的。热分析对于隔热板、防冰系统,推进系统及驾驶舱内的可控环境的维护显得尤为重要。确保电子设备保持临界温度可以提高设备强度、延长设备寿命。
火箭上的隔热板确保舱内不会过热或过冷。在太阳辐射和其他相似条件下,飞行器内部和外部部件需要保护。两个部件之间的相互作用可以导致温度变化。针对所有这些情况,ANSYS软件可以计算热量是如何从一个地方向另一个地方传递,例如从100多华氏温度的高温沥青路面到飞机发动机舱。
为了保证温度不会影响设备的寿命,ANSYS软件能够预测设备正常工作的温度范围、何时出故障以及在不同的海拔和气候条件下设备的温度升降情况。
热分析工程师采用ANSYS软件针对各种飞机进行大量的计算测试。例如,ANSYS的Mechanical基于热循环能够预测直升机齿轮箱的平均寿命。ANSYS CFD能考虑到物体以高超音速飞行产生的影响—例如航天舱再次进入地球大气层—同时分析电离和离解反应。此外,从CFD模拟中获得的热载荷可以准确的传递给Mechanical软件进行热应力分析。
CFD软件能够模拟透平叶片、冷却通道和周围区域之间的热传递。热和压力载荷也很容易传递给ANSYS Mechanical进行热结构分析。基于对流和热传导软件也可以预测热管理问题。ANSYS Icepack能够计算电子器件冷却散热问题,其可模拟计算的几何尺度可以从小的芯片到电路板甚至整个系统。
ANSYS软件能够帮助工程师准确的预测所有的这些物理现象,同时采用耦合的方法,可以将数据信息在不同地分析软件之间进行传递,在航空航天设计中,这种方法尤其重要,因为航空航天分析要求热分析、气动分析、结构和电磁工程师相互协作来共享他们的分析结果。
热分析本质上是囊括了多种学科。热分析工程师必须准确的计算流动和热传递。工程师采用ANSYS软件能够预测热源的强度、能量如何从流体传递到固体区域以及它是如何影响系统中关键部件的结构性能。