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CAE仿真软件 Theseus-FE 7.1.5 x64破解版

  • 软件大小:未知
  • 更新日期:2019-10-31
  • 官方网站:闪电下载吧
  • 软件等级:★★★☆☆
  • 运行环境:Winxp/Win7/Win8/Win10
CAE仿真软件 Theseus-FE 7.1.5 x64破解版
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Theseus-FE破解版是功能强大的CAE仿真软件,使用可为用户提供多个仿真模块,包括Heat Transfer Analysis、Human Thermal Model、Paint Dryer、E-Coating、Viscoelasticity for Adhesives几个模块,分别对应散热问题、人体热舒适、汽车油漆烘干机、汽车电子镀膜、聚合物胶粘剂的粘弹性,是超强的有限元热仿真软件,可与专用CFD软件进行协同仿真。软件广泛应用于汽车行业、运输、航天、油漆店、建筑物等领域,可帮助用户解决各种工程问题,例如可用于各种车辆(包括汽车,公共汽车,火车和飞机)的热管理分析。准确的模拟工具可用来预测乘客或建筑物居民的热舒适性。模拟和评估人类的热行为,虚拟人体仿真模型,包括所有主要的热生理效应。软件定期引入新功能以支持新颖领域中的特殊仿真。本次带来最新破解版下载,含许可证文件,有需要的朋友不要错过了!

安装破解教程

1、在本站下载并解压,得到THESEUS-FE_v7.1.05-Win64.exe安装程序和破解文件夹

2、双击THESEUS-FE_v7.1.05-Win64.exe运行安装,勾选我接受许可证协议,点击next

3、不要安装 License Manager许可证管理器,点击next

4、安装路径,点击next

5、安装完成,去勾选运行选项。

5、然后将_SolidSQUAD_中的 puzld_SSQ.dat复制到软件安装路径中,默认路径C:\ Program Files \ THESEUS-FE)

6、将 netapi32.dll复制到安装目录下的bin文件夹中,默认路径是C:\ Program Files \ THESEUS-FE \ 7.1.5 \ bin

7、运行SolidSQUADLoaderEnabler.reg并确认将信息添加到Windows注册表中

8、重新启动计算机,在第一个程序启动时,当询问许可证服务器或许可证文件时,请选择Specify the license File选项,并浏览到保存在计算机上的puzld_SSQ.dat


注意:您还可以创建环境变量:
变量名:PUZLD_LICENSE_FILE
变量值:puzld_SSQ.dat路径

功能特色

一、3D传热模拟和热分析软件
1、热传导
多层复合壳单元
固体元素
连接元素和热接触定义
温度相关的材料特性
各向异性导热
内部发热
相变
2、热对流
对流传热的简单和高级解析模型
整体温度和湿度具有自由度的空气区域
用户定义的质量和体积传递
用于HVAC系统建模的通风对象
可以耦合到外部流体动力学求解器
通过耦合软件TISC耦合到各种流体网络求解器
3、热辐射
太阳辐射以及各种其他光和热辐射源的模型
材料特性取决于波长和入射角
模型内地表辐射
考虑吸收,反射和透射以及折射
漫反射和镜面反射
用于生成地球上任何地点和时间的代表性太阳和阴天环境数据的工具
4、传热分析软件
THESEUS‑FE核心的热求解器可以回顾30多年的成功历史。这使THESEUS‑FE在数值热模拟领域成为最古老,最成熟的CAE工具之一。
我们的软件产品系列的中心THESEUS‑FE是用于热分析仿真的工具链,适用于解决各种传热问题。工具包括
高效的数值求解器
强大而直观的图形用户界面(GUI)
耦合器模块,可使用外部工具快速而强大地设置复杂的耦合仿真
Transformer实用程序将THESEUS‑FE的结果转换为其他各种格式,并准备其他来源的现场结果作为THESEUS‑FE案例的边界条件
每当需要分析组件的瞬态热发展时,THESEUS‑FE始终是首选。THESEUS‑FE的应用范围包括但不限于:
简单案例,例如加热单个组件以进行虚拟热耐久性研究
高级案例,包括与人体热模型的热交换
高度复杂的模拟与外部流体动力学模拟完全结合
5、核心数值求解器
THESEUS‑FE提供了基于有限元方法(FEM)的稳态和瞬态求解器,用于解决传热问题。可以应用不同类型的热边界条件,例如:
表面对流换热
表面和外部太阳能负载之间的热辐射
表面积的直接空间接触
各种类型的热源和散热器
零件温度与周围空气的耦合
大多数边界条件可能与时间有关或与温度有关。为了获得充分的灵活性,用户可以从结果文件中导入逐元素值。
数值求解器本身允许
固定和自适应的时间步长,可有效解决问题
根据先前的结果重新启动模拟
多种专家求解器选项,可微调结果精度和收敛行为
6、人体模型FIALA-FE
还包括FIALA-FE,它是基于热生理学领域最新研究成果的虚拟人体热模型。其目的是模拟人体在表面以及内部的温度分布。可以在考虑人体模型及其周围环境之间的血液流动,呼吸,蒸发,代谢反应,出汗,发抖,心输出量和局部热交换等方面进行逼真的模拟。人体模型FIALA-FE完全集成在我们的求解器THESEUS‑FE中。它是提供本地和全局热舒适指数的强大工具。FIALA-FE通常用于确定汽车HVAC系统的最佳设置,同时保持乘客的舒适度。
7、图形用户界面
THESEUS‑FE易于学习且结构清晰的图形用户界面(GUI)是减少模型构建时间的极有价值的工具。为了进一步缩短模型建立时间,可以轻松获得包含最常用材料热特性的庞大材料数据库。还提供了典型的夏季和冬季服装设置的默认服装数据集。所有模拟结果均以公开记录的HDF格式写入单个输出文件,非常适合存储数值结果。这些模拟结果可以在模拟期间和之后的任何时间在GUI中可视化。从简单的2d图到功能齐全的3d视图,可以使用多种显示和解释结果的方式。
8、模拟热传导
在THESEUS‑FE中使用已建立的有限元方法对传导热传递进行了模拟。导热求解器提供了对高度复杂的导热情况进行建模所需的所有功能:
具有1D和3D导电性的多层复合壳单元代表厚度均匀的片状部件
用于建模大量实体的实体元素
连接性元素,例如钢筋和自由度耦合约束
温度相关和时间相关的热材料特性
相变是可能的
壳和固体元素内部产生的热量
复合壳内的真空层和空气层
各向异性热传导,例如代表纤维增强材料
用于建模不同部分之间的直接接触,其中包括连接触和导电性接触的各种技术
9、模拟对流换热
热对流可以使用THESEUS-FE内的各种手段来建模。用于规定的对流热传递,分析模型是可用以及直接的用户输入应用的传热系数,流体速度或温度值的每个元素分别。称为“通风”,“卷”和“Airzones”特殊实体可用于通风系统和诸如车辆的客舱的空气流的区域进行建模。
用于建模通过对流热传递,以下功能手头:
与温度依赖特性一般气体区域
特殊的空气区域提供大量的温度和湿度作为附加的自由度
用于强制和自由对流的先进对流定律,对层流和湍流进行分析建模
用户定义的空气区域之间的质量/体积传递,例如用于建模排气系统
自动检测几乎包裹的小区域,以简化为所有表面分配合适的对流边界条件的过程
10、模拟辐射传热
THESEUS‑FE包含许多不同的数学模型,用于表示通过热辐射进行的能量交换。热辐射的总频谱分为两个波段,即所谓的短波和长波辐射范围。
11、短波辐射
短波范围包括低于紫外光谱的所有波长,可见光的整个光谱以及红外光谱的高频部分。这是辐射能交换主导的典型能源领域,包括太阳能,家用光源和红外辐射器。这种辐射交换通常以高度定向的方式发生。在辐射求解器中,可以根据波长以物理上正确的方式处理材料参数和相互作用效应,例如镜面反射和漫反射,透射和吸收。短波辐射求解器涵盖的主要影响包括:
漫反射和镜面反射
不透明和透射材料
透射率取决于入射角
折射透明材料,例如在汽车前灯中模拟光学镜片
与波长有关的材料特性,用于吸收,透射和反射
各种专门的辐射能源,例如,模拟太阳,点源或一般辐射面
12、长波辐射
长波范围用于基于当前零件温度对模型内热辐射能量交换进行建模。根据温度的不同,这种类型的热辐射可以到达可见光谱,但通常在不可见的深红外范围内最大。使用有限元网格的所有表面之间计算的视图因子,可以高效地对模型内辐射交换建模。
二、虚拟人体温度调节模型,用于
热舒适性仿真
1、被动系统
基础人体生理学。
导热和扇形边界条件
代谢热和血液循环
呼吸和蒸发
服装/保温层
2、主动系统
体温调节机制。
出汗/出汗
发抖
血管舒缩
3、舒适度评估
测量人体的热舒适度。
全球舒适指数:
Fanger的PMV和PPD,Fiala的TS和DTS
张的局部舒适指数
等效温度
4、虚拟人体热模型FIALA-FE
模拟人体的热生理机制并评估人体的热舒适度。
FIALA-FE是基于人体在热生理学领域最新研究成果的虚拟计算机模型,用于模拟人体的热响应和热舒适性预测。可以考虑诸如血液流动,呼吸,蒸发,代谢反应,出汗,颤抖,心输出量以及人体模型与其周围环境之间的局部热交换等方面来进行逼真的模拟。衣服产生的绝缘可以分配给每个身体部位。FIALA-FE的应用可能性大大超过了人体模型的能力。
人体模型FIALA-FE已完全集成在我们的热分析软件THESEUS‑FE中。它是提供全局和局部热舒适指数的强大工具,可用于诸如设计最佳HVAC控制之类的任务。当放置在车厢中时,人体模型可以与周围环境完全耦合。对流,辐射和与座椅的接触以及蒸发,呼吸和湿度是同时考虑的。
THESEUS‑FE软件包包括用于久坐和站立姿势的即用型有限元模型,配有典型的夏季或冬季服装。
FIALA-FE的常见应用领域是
汽车,公共汽车,火车和飞机的乘客舒适度
建筑物(例如办公室)中的热环境评估
5、彭尼斯生物热方程
模拟热生理学的核心公式。
FIALA-FE数学模型的中心是生物热方程。该微分方程通过传热和储热(即新陈代谢和血液流动)来平衡被动系统的内部能量。在数学上,人类有机体被分为两个相互作用的系统:主动控制系统和被动控制系统。FIALA-FE在一个复杂的模型中结合了被动系统和主动系统。它非常适合在各种环境条件下使用测试对象进行人体热反应的真实实验结果。
6、被动和主动系统
体内热量产生和调节的热生理机制。
FIALA-FE在一个复杂的模型中结合了被动系统和主动系统,与实验结果非常吻合。流经动脉的血液输送热量并引起身体变暖。在寒冷的环境中,血管收缩(血管收缩),导致血液流动受到限制或减慢,保留了体内的热量并增加了血管阻力,从而使较少的热量到达皮肤表面。在较温暖的环境中,血管变宽(血管扩张)。由于血管阻力的减少,血流增加,更多的热量传到皮肤表面。
被动系统:
人体的热量平衡表示为
人体细分为身体元素(球体或圆柱体),扇区和层
每个部门的服装层数
用新的有限元方法模拟径向热传导
部门边界条件:对流,辐射,蒸发和接触(例如与汽车座椅接触)
代谢热产生:基础代谢,工作,发抖,Q10效应,动脉血加热
同时解决了血液循环问题,并增加了自由度,每个人体元素的静脉和动脉温度以及血池温度
主动系统:
保护核心免受极端条件影响的有源系统的温度调节响应为:
血管收缩和血管舒张:减少或增加通过皮肤的血流的机制
发抖:肌肉层内部产生热量
出汗:皮肤湿润导致蒸发热损失增加和冷却
这些现象将由全局状态变量控制,该变量可以从皮肤温度和下丘脑温度得出。
7、舒适度评估
将热生理结果转化为实际人的舒适感。
热舒适模型将人体热状态的物理描述转换为冷,中性或温暖,舒适或不舒适的直观类别。全局模型考虑了完整的热状态,局部模型适用于某些身体部位,例如,人体背部的座椅接触区域。
8、全球舒适指数
全球舒适指数旨在将一个人的总体舒适感表示为一个单一值。该值可作为给定情况下舒适度的一般指示。FIALA-FE模块包含大量常用的舒适指数和相关数量。这些包括
Fanger的PMV(=预测平均投票)和PPD(=不满意的人的百分比)
Fiala的TS(=热感)和DTS(=动态热感)
9、当地舒适指数
与全局指标相比,局部舒适度指标可洞悉各个身体部位的舒适度。它们可用于评估所选身体部位的局部加热/冷却对整体舒适状态的影响。
FIALA-FE包括以下用于局部舒适性评估的模型:
基于ISO14505-2和ASHRAE 55的夏季和冬季情况下的局部舒适度指数
加州大学伯克利分校舒适模型(“张氏舒适模型”)
当地等效温度
三、汽车喷漆车间的喷漆烤箱模拟
确认均匀加热并产生适合变形分析的热结果。
用于喷涂白车身的汽车喷漆车间是高度复杂的多阶段工艺。几层涂料和油漆彼此堆叠,以防腐蚀并具有视觉吸引力。
涂完每一层后,油漆干燥炉负责固化和硬化。这通常在以下每个步骤之后发生:
用于防腐涂层的电涂
涂底漆以填补任何表面不规则之处
彩色底漆应用
清漆应用,坚固耐用
THESEUS‑FE OVEN模拟了油漆干燥过程中的全部热量发展。为了模拟车身在热应力下的机械性能,我们为Simulia Abaqus提供了用户材料例程。其目的是描述白车身中使用的粘合材料的复杂的随时间变化的粘弹性行为。
1、使用THESEUS‑FE OVEN可获得的好处
分析油漆干燥过程时出现的问题包括
车身是否被均匀加热,这意味着我们避免了薄片过热和大型零件过热?
我们是否在烘烤时间范围内,以获得最佳的油漆固化效果?
随着时间的推移,粘合剂的固化状态如何?机械性能如何变化?
热应力是否会导致不必要的变形(翘曲和屈曲)?
借助THESEUS‑FE OVEN,您可以深入了解油漆干燥过程中车身的热行为。结合我们的用户材料子例程,可以将热结果用作结构力学模拟的输入,以检查油漆干燥的机械效果。
所有这些技术的结合使用户可以在早期开发阶段优化处理时间并确保处理质量。实验测量保持在最低水平,并用具有成本效益的模拟代替。在开始生产之前就能够做到这一点,可以确保在所需的更改变得过于昂贵甚至根本不可能之前,尽早发现潜在问题。
随时联系我们,以了解有关THESEUS‑FE OVEN模块和我们在该领域必须提供的工程服务的更多信息。
2、THESEUS‑FE烤箱概述
THESEUS‑FE OVEN提供了用于模拟汽车涂装车间中的漆和漆膜的瞬态对流和辐射干燥的解决方案。仿真结果对于验证涂料干燥过程和确保高质量的涂料具有不可估量的价值。
通过规定所有墙壁的温度值并设置所有向车身吹气的喷嘴的位置和对流效果,可以模拟现实世界的油漆干燥箱。油漆干燥机通常分为一系列部门(加热,保温和冷却)。该部门划分直接映射到模型,该任务由我们的图形用户界面方便地支持,并具有即时的视觉反馈。
我们高效的数值求解器可在车厢停留在烤箱中时提供车厢的瞬态温度分布。仿真结果可以在GUI内进行可视分析,包括复杂的评估程序,例如确定高于给定阈值温度的暴露时间。
可以将给定位置处测得的温度曲线作为参考,以直接比较模拟结果和预期结果。
3、校准油漆烘干机参数
每当首次使用新的油漆干燥设备时,系统的实际行为都可以通过对人体和周围空气进行简单的温度测量来确定。使用我们的优化模块可以利用这些测量结果来拟合未知的模型参数,例如局部传热系数,这一过程称为烤箱校准。一旦完成,就可以使用一个相同的油漆烘干机模型来模拟贯穿该设施的任何数量的汽车变型。
THESEUS‑FE OVEN的用户可以对烤箱校准工作流程进行充分的记录,并轻松完成。如果需要建议,我们将随时为新客户提供支持。烤箱参数校准也是我们标准服务系列的一部分。
4、与Simulia Abaqus交互
由THESEUS‑FE OVEN产生的模拟结果通常用作后续结构变形模拟中的热负荷。我们的客户通常使用Dassault Systemes的软件Abaqus FEA解决此问题。为了准备将THESEUS‑FE OVEN的结果作为温度负荷用于Abaqus仿真中,可以使用一种称为hdf2odb的实用转换工具。只需按一下按钮即可轻松转换结果数据。
这类分析烤箱加热和冷却过程中的人体机械行为的研究是对涂料干燥过程进行热评估的标准方法。经常用作车身连接方法的粘合剂材料需要特殊的数值处理。我们的团队在Abaqus FEA中开发了先进的材料例程,对胶粘剂材料进行建模。
四、汽车喷漆车间电子喷涂工艺的仿真
通过模拟电沉积沉积涂层(EDC)的过程获得更深刻的见解。
电泳沉积涂层(EDC)或短E涂层已成为汽车制造中的事实上的标准工艺。通常用于在白车身的金属表面上沉积高质量的防腐涂层。通常,这是喷漆车间处理流程中的第一步。
与其他涂料涂层(例如粉末涂料)相比,电子涂层的优势包括:
即使是复杂零件也能实现均匀的涂层厚度
即使在腔体内,涂层也更可靠
高加工速度和纯度
完全自动化,无需人工干预
全面的防腐蚀保护,在耐盐雾测试中获得最佳结果
坚固的防腐保护所需的每个车身材料更少
使用不易燃的水性涂料,既环保又安全
THESEUS‑FE E-Coating是一种经济高效的方法,可用于验证整个白车身上的高质量涂层,尤其是对于有问题的区域(例如圆柱或窗台)。在批量开发中使用,它减少了对众多原型车车身进行复杂且昂贵的测量的需求。它可以快速分析各种车身变体,例如,使用不同尺寸和位置的钻孔来改善问题区域的涂层。E-Coating模块是我们的Oven模块的补充,我们在该模块中预测在以下生产阶段中使用的油漆干燥炉中的温度。
1、THESEUS‑FE E-Coating对您的开发过程的贡献
传统上,阴极电沉积涂层被认为是高度不透明的工艺。工程师要询问的有关白车身涂层的基本问题包括:
防腐蚀层是否在整个车身上均匀且足够厚地涂覆?
涂层是否太薄或根本不存在任何问题区域?
所有孔的位置和大小是否足以在所有型腔区域中允许足够的电流流动和涂层沉积?
每个车身总共要涂多少涂料?
过去,所有这些要点都必须通过成本高昂且乏味的物理原型测量来评估。
使用THESEUS‑FE E-Coating可以轻松模拟和分析涂覆过程。车身所有部件均可快速获得涂层厚度。穿过空腔并找出有问题的区域非常容易。只需几个小时就可以完成具有不孔位置的同一车型的变体。
与我们联系,并了解更多有关THESEUS‑FE电子涂层和我们必须提供的相关工程服务的信息。
2、THESEUS‑FE电子涂层功能
我们的E-Coating模块基于THESEUS‑FE核心工具构建,并从中受益
功能丰富的图形用户界面,用于预处理和后处理
一个高效的并行数值求解器,用于执行复杂的数学计算
用于参数校准和灵敏度分析的通用优化工具
将结果导出到其他各种CAE后处理软件产品的实用程序
主要适用于电子涂层的特殊功能包括
可视化涂料层厚度和电流强度
虚拟测量点在模型中的位置,以方便地比较仿真和测量结果
用于封闭型腔中涂层过程建模的特殊算法
校准涂料浴参数的有效优化算法
请查看THESEUS‑FE的常规产品概述页面,以获取有关THESEUS‑FE软件包的详细信息。
3、涂层厚度的可视化
一旦知道了涂料和工艺参数并准备了有限元网格,设置E-Coating模拟只需几分钟。随时可以提供有关模型定义和仿真结果的完整视觉反馈。
核心数值求解器接受完成的E-Coating模型,并为耦合的静电场问题和瞬态涂料层厚度演化方程提供解决方案。模拟本身在多核工作站上运行,这些工作站具有完整的几何体和网格大小,通常在几个小时内可容纳10到5000万个元素。
最令人关注的模拟结果是局部涂料层厚度和车身上涂层材料的总量。这些结果可从图形用户界面轻松访问。透明度效果和阈值选择是用于快速识别涂层仍然太薄而无法提供足够腐蚀防护的任何关键区域的有用技术。
4、用户提供的漆浴参数和校准未知数
为了模拟涂料层的厚度,用户需要提供一些涂料和工艺参数,包括
涂料溶液和沉积层的电导率
电化学当量
阳极电压随时间变化
由于某些工艺参数,尤其是固体涂料层的电导率不易测量,因此我们的优化器模块在实践中经常使用,以根据涂料厚度的测量来校准模型。THESEUS‑FE E-Coating软件包中包含了Optimizer模块,该模块提供了用于参数校准和灵敏度分析的优化方法。基于进化算法的全局优化方法和一些局部的无导数算法都可用。
请查看THESEUS‑FE的常规产品概述页面,以获取有关THESEUS‑FE软件包和特别是Optimization软件包的详细信息。
五、聚合物胶粘剂的 高级粘弹性材料模型
结构结合的热机械分析。
1、车身结构中的结构粘接
在现代车身中使用15至18公斤的粘合剂。经验表明,除了焊接以外,还使用粘合剂可显着提高碰撞测试的性能。胶粘剂的使用有可能减轻车身重量,同时保持良好的碰撞安全性。胶粘技术的另一个巨大优势是,它对接合的身体部位的侵入较小。这意味着粘合连接非常适合于客户可见的外部车身零件,例如门,车顶或发动机罩。此外,作为典型的腐蚀防护策略,将接缝用作缝隙中的湿气密封。考虑到现代车身是使用混合材料组装而成的,因此经典的连接技术将不再起作用,而粘接变得更加重要。
自1990年代后期以来,基于环氧树脂的1K胶粘剂系统已成为车身构造的标准。这些粘合剂在高于150°C的温度下会迅速固化。在施工过程中,在特殊阶段施加热量以固化所施加的涂料和粘合剂材料。例如,在进行电涂漆浴后,将湿的车身穿过长的热风漆干燥箱,并加热到200°C左右的温度水平。干燥箱过程可以持续大约一小时。在加热过程中,1K粘合剂会发生化学变化并达到最终的所需机械稳定性。为了使刚度最大化,结构粘合剂材料需要高的杨氏模量值,最好是薄层。
1、设计烤漆炉的挑战
现代混合设计的车身,例如铝,钢或碳纤维增强材料的组合,是当前车身制造的主要挑战。几家主要的原始设备制造商最近使用混合材料成功地将一代又一代的汽车重量减少了100公斤。然而,混合不同的材料意味着混合不同的热膨胀系数。由于热应力在外表面上引起变形和不吸引人的凹痕,因此在油漆干燥炉的加热和随后的冷却期间会导致问题。在最坏的情况下,应力会导致粘合线失效。
模拟用于预测车身温度分布,粘合剂固化以及在油漆干燥过程中产生的变形。油漆工艺工程师可以评估结果并选择合适的粘合剂材料或进行可能的预处理过程更改。设计目标是最大程度地减少永久变形,同时保证完全的粘合剂固化和涂料干燥。
2、适用于Abaqus的THESEUS‑FE UMAT和耦合的热机械仿真
THESEUS‑FE烤箱模块的任务是预测通过烤漆炉的过程中的车身温度。对于机械仿真,我们依靠DassaultSystèmes的机械求解器Abaqus来解决变形和应力。使用Abaqus内置材料模型无法完全分析粘合剂材料的高度复杂行为。因此,我们与行业合作伙伴密切合作,为Abaqus开发了重要的用户子程序(UMAT)。该用户材料采用先进的先进模型方程式来处理聚合物材料。使用车身上每个位置的温度,确定粘合材料的局部固化水平和粘弹性。只要聚合物不固化
3、测量粘合材料的材料参数
汽车制造中使用的粘合剂材料通常是具有高度复杂的热机械性能的聚合物材料。为了在将它们用于车身粘接时正确地模拟它们的行为,必须确定几种材料属性,以便用数学模型充分表征它们。
所需的材料属性包括:
化学反应模型的参数,以预测任何温度下的固化水平
玻璃化温度取决于固化程度
凝胶点
热膨胀系数
固化收缩系数
Prony系数和温度漂移函数
通常用于确定必要材料参数的仪器是
DMA(动态力学分析)
DSC(差示扫描量热法)
流变仪
膨胀仪
这些仪器中的某些可互换使用以确定某些材料特性。通过我们的内部实验室,我们还提供测量和表征聚合物的工程服务。有关我们的测量服务的更多信息, 只需与我们联系。

使用说明

一、汽车行业中的THESEUS‑FE
THESEUS‑FE最初是汽车制造商宝马的工具。即使在今天,我们的大多数客户仍来自汽车行业。我们与汽车客户紧密合作来开发我们的软件,从而确保产品能够准确满足他们的需求。THESEUS‑FE适用于汽车设计过程中出现的大多数热管理问题。
THESEUS‑FE在汽车领域的应用案例包括:
车厢气候
乘客舒适度
组件的热可靠性
引擎盖和车身底部热分析
大灯冷却
1、间隔气候
该图显示了用于调节汽车HVAC系统的旋钮
客舱的空调主要是通过适当的HVAC系统来应对环境条件。挑战在于将机舱保持在舒适的条件下,并消除冷天或热天尤其是太阳辐射的影响。研究了各种材料在车身中的适用性。测试了不同的玻璃和玻璃涂层对辐射能量进出机舱的影响。提出了气候概念,其目的是在减少所需能量的同时提高舒适度。
使用THESEUS‑FE实际上进行这些测试,可以大大降低开发现代汽车气候概念的成本。
2、乘客热舒适度
不舒服的热车中的汽车乘客形象
最终的目标车厢气候保证了乘客的舒适度。这就是THESEUS-FE与集成的虚拟人体热模型FIALA-FE一起交付的原因。它的任务是模拟人体的热生理行为,包括出汗和发抖等反应机制。可用各种模型来判断虚拟人体模型的舒适状态。如果判断给定的机舱环境是否舒适,则可以快速而轻松地得出结论。
3、电动汽车
带有附近的太阳能电池板和风车的房屋中的电动汽车充电图像
对于电动车辆,出现了新的热挑战,例如将电池保持在适当的工作温度下。由于电池容量有限,因此除了保持汽车行驶外,每一个微小的能量需求都会被放到秤上,并再次进行判断。经验表明,使用传统HVAC方法消耗的能量可能使有效范围降低多达30%。显然,需要研究创新的空调概念和新颖的材料。
二、通过模拟公共交通工具的乘客车厢获得的好处
无论是公共汽车,有轨电车,地铁还是旅客列车-THESEUS‑FE均可用于解决公共交通车辆内部及其周围出现的任何热问题。THESEUS‑FE真正令人眼前一亮的应用案例是对乘客的热舒适度进行评估,并分析诸如各种玻璃或隔热材料之类的有效措施。
THESEUS‑FE可以帮助您获得宝贵的公共交通见解的用例概述:
在极端气候条件下,模拟夏季或冬季HVAC系统的功率,即所谓的最坏情况。这方面的典型问题是:
HVAC系统的体积流量和入口温度需要多高才能在整个乘客舱中保持舒适的温度水平或在预定的时间内达到该水平?
是否可以对整个客舱进行均匀加热,以确保所有座椅都具有足够的舒适度?
乘客车厢中热桥的定位
在哪里以及为什么产生最高的热流?
局部隔热不同措施的比较
替代传统HVAC概念的新型辐射采暖板的尺寸。
计算可能的节能量,为成本效益分析提供基础
在典型的夏季和冬季负载情况下,比较不同玻璃窗的能源效率。这些模拟通常基于玻璃的相对运动来考虑玻璃的波长相关的透射和吸收以及时间相关的太阳负荷。
在地球上各个地方进行全年模拟的成本效益分析。在这种情况下,将使用太阳强度和太阳位置以及其他环境条件的数学模型。
使用THESEUS‑FE进行模拟可以回答的其他问题是:
在机舱结构的空腔中或隔热体内是否存在局部湿气凝结的风险
发动机余热对乘客舱气候的影响
客舱表面上是否有可能存在受伤危险的高温区域
案例研究:MAN Bus A37-THESEUS‑FE的HVAC分析和基准
在与德国大众汽车公司和慕尼黑应用科学大学的联合项目中,我们开发了THESEUS‑FE模型,用于预测MAN A37城市客车的HVAC性能。我们的主要重点是使用MAN Truck&Bus的F. Artmeier开发的现有基于Excel的工具对THESEUS‑FE模型进行验证。
项目描述:
该项目的目的是演示THESEUS‑FE模拟公交车空调系统的功能。模拟的主要目的是得出强制执行20°C舱室温度恒定值所需的HVAC系统的净功率。
第一步,我们将THESEUS‑FE的有限元结果与使用MAN内部工具获得的结果进行了比较,从而对其进行了验证。由Felix Artmeier先生在2012年毕业论文中开发和测试的MAN工具考虑了公交车厢的能量平衡。在第二步中,我们通过创建一个扩展的仿真模型来展示使用THESEUS‑FE的优势,该仿真模型还可以仿真乘客的热舒适性。最后,我们使用莫里尔图验证了THESEUS‑FE交流电源的预测。
模型设置和结果:
THESEUS‑FE允许各种热边界条件,例如传导,对流和辐射。该模拟的总体目的是推导在夏季的夏季,将典型的气候条件保持在恒定值20°C车厢温度(Tcabin)所需的HVAC系统的净功率。
对于扩展的THESEUS‑FE模型,我们增加了座椅和其他热源,例如乘客新陈代谢和发动机加热。
该项目清楚地表明,THESEUS‑FE是设计交流空调系统的有用仿真工具。可以将地球上任何地方的环境条件轻松集成到模型中。结果令人满意,并证实了THESEUS‑FE作为预测车厢HVAC参数的可靠工具的作用。
三、飞机环境控制系统(ECS)
飞机的环境控制系统(ECS)的主要任务是为机组人员和过客提供空气供应,热控制和机舱增压。必须在以下范围内为每位乘客提供0.55磅/分钟的新鲜空气:
适当的氧气水平
水分含量为7-15%
温度范围21-25°C
压力水平约为 750小时
通过控制排放的陈旧空气来调节所需的机舱压力。再循环空气和新鲜空气以大致相等的比例混合。
对于正常的飞行操作,机舱温度被调节为21-25°C。为在炎热的晴天在地面上冷却飞机时,据估计每位乘客所需的冷却功率约为150-200W。对于具有350名乘客的大容量飞机,这导致所需的冷却能力超过50 kW。
当ECS系统投入运行时,它的效率通过动态负载情况得以证明
典型的夏季负载情况:从40°C冷却至24°C
典型的冬季负载情况:从-25°C加热到21°C
机舱目标温度必须在30分钟内达到。在冬季负载情况下,升温过程需要高达70°C的新鲜空气温度。与总燃料消耗相比,环境控制系统所需燃料的比例约为5%。
对于在地面上的夏季负载情况,大约25%的ECS功率用于空气除湿。如今,为此目的使用高压水分离器。他们利用这样的事实,即高压空气比正常压力水平吸收的水少。
1、机舱的热舒适性
在飞机机舱内的任何时间都必须设置合适的温度。例如,这取决于乘客的典型衣服,例如夏天还是冬天。此外,这取决于乘客的活动水平-他们是醒着还是睡觉。
局部不适的原因可能是:
头部或颈部区域强烈气流
打退堂鼓
靠窗座位的入射太阳辐射
由于接触座椅而出汗,尤其是在长途飞行中
设计机舱通风系统时,通常应避免不对称和不均匀的热条件。为了比较乘客的局部舒适度指标,适合使用THESEUS‑FE的热生理人体模型结合细粒度的CFD模拟进行热模拟。通过这种方式可以轻松分析气候概念的不同变体,而无需花费大量成本的原型。
四、THESEUS‑FE用于建筑物的热设计
THESEUS‑FE能够对建筑物和各个房间的任何热负荷进行建模。这包括太阳辐射,地板采暖,人体新陈代谢或任何其他热源。
无论您是选择适当的材料作为概念研究,还是在计划阶段对给定建筑物进行具体分析,或者为旧建筑物进行翻新准备-THESEUS‑FE都是您软件库中宝贵的补充。客厅,办公室空间或整个建筑物内热状况的结果可以帮助评估提高居住者热舒适性的各种技术,同时将能源成本保持在最低水平。
使用THESEUS‑FE可以解决的一些示例性问题是:
定位热桥(例如,在窗户,墙壁和加热管处)
关于最大功率的供暖系统尺寸(最冷的冬季情况)
地板采暖系统有关达到的地板温度和人体局部舒适感的等级
比较典型的夏季和冬季负载情况下不同窗玻璃或概念窗系统的能效
降低热成本潜力与建筑材料成本的成本效益分析
暴露在角落或壁橱后面有湿气凝结危险的位置
案例研究:上班族的热舒适度:
在这项研究中,我们将考虑在阳光灿烂的夏天条件下,一个办公室用集装箱的建筑空调方案。我们将研究百叶窗关闭对三名员工的热舒适度以及交流电源消耗的影响。这个相对简单直观的案例可以证明我们的热模拟软件包THESEUS‑FE和预处理软件ANSA在创建优化研究中的实际应用。
该图显示了确定办公室系统热性能的相关物理原理的概述。我们将为2015年6月10日对应于希腊萨洛尼卡所在地的假设环境条件建模。模拟将从本地时间09:00到18:00运行。在此期间,太阳的位置将遵循在地面上观察到的真实轨迹,这意味着太阳光束的直接辐射方向会随时间变化。下午,大量的太阳辐射会通过西侧的窗户进入办公室的容器。可移动的百叶窗可用于阻挡直接辐射。房间还配备了空调系统,可控制室内的温度和湿度。
求解器THESEUS‑FE考虑了所有相关的热效应,以预测一天中的温度:
太阳动态负载,短波传输,反射和吸收
地表热辐射
员工使用的个人计算机的热量输出
通过所有固体部分的热传导
简化了固体零件与风量之间的对流传热
空调对办公室内部空气的影响
Alice,Bob和Charlie的虚拟人体热模型与办公室空气的完全热生理相互作用
THESEUS‑FE使用标准的Nastran外壳和实体元素来简化办公组件的离散化。空气体积被建模为热力学储层,分别具有给定的体积和平均温度和湿度的两个自由度。THESEUS‑FE中使用的人体生理学模型FIALA-FE是基于众所周知的已建立的Fiala模型。THESEUS‑FE能够计算局部和全局热舒适度,例如等效温度,伯克利的热感和舒适度或预测平均投票(PMV)。在这项研究中,我们将使用由Alice,Bob和Charlie报告的PMV值作为简单的整体舒适度度量。

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