[ANSYS] 전기-열전달 연성해석

연성 해석을 위해 ANSYS를 사용하고 있습니다. 

금속 단자에 전기를 흘려서 열이 발생하고, 공기 중에 대류로 인해 열이 날아가면서 열평형을 이룰 때의 온도를 예측하는 해석입니다. 

LS-DYNA의 경우 전기-열전달 해석만 되는 것이 아니고 전기-열전달-구조 연성해석이 되어 버리기 때문에 상대적으로 많은 시간이 소요됩니다. 

전기, 열전달 해석은 1자유도 이지만. 구조해석은 3자 유도이기 때문에 그렇습니다. 물론 구조해석 부분을 IMPLICIT으로 처리해버리면 좀 더 빨라지긴 합니다만. 구조해석 자체를 하지 않고 바로 열전달 해석만 해버리는 ANSYS의 속도를 따라갈 수가 없습니다. 

 

산업현장에서의 CAE는 빨라야 맛이라서. 

 

ANSYS WORKBENCH를 이용하여 연성해석을 할 때. 

프로젝트 구성은 ELECTRIC과 STEADY-STATE THERMAL을 사용합니다. 모두 MECHANICAL에서 해석이 됩니다. 

연성 해석의 기초를 다질 수 있는 예제라고 생각됩니다. 

 

프로젝트 SCHEMATIC은 아래와 같습니다. 

 

engineering data, geometry, model은 모두 그대로 이어지고. 

electric해석에서의 결괏값인 joule heat이 다음 단계인 steady-state thermal의 입력값으로 적용됩니다. 

 

전체적인 workflow는 아래와 같습니다. 

 

 

최종적으로 결과는 solution (b6)에 있는 것으로. 

가장 관심사는 temperature가 되겠습니다. 

이 온도 분포로 인한 열변형을 고려하시려면 구조해석을 추가해석 해석을 수행하면 되겠습니다. 

연성 해석을 하는 데는 workbench가 정말 강력한 것 같습니다.