ansys电热耦合分析

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1、一、Electric-ThermalAnalysisANSYS中电热耦合分析主要焦耳热效应（Jouleheating）、塞贝克效应（Seebeckeffect）、珀尔帖效应（Peltiereffect）、珀尔帖效应(Thomsoneffect)。我们这里的分析主要是Jouleheating分析，即通电产生热量，用于加热双层薄片。1.ANSYS电-热耦合知识点1.1、ElementDOFs选项：UX,UY,UZ,andTEMP：可用于Thermal-ElectricAnalysis的单元类型如上表所示，其中LINK68,PLANE67,SOLID69,andSHELL157

2、是专用的thermal-electricelements，专用于Jouleheatingeffects，SOLID5,SOLID98,PLANE223,SOLID226,andSOLID227则需要选择DOFs选项为TEMPandVOLT。ForSOLID5orSOLID98,setKEYOPT(1)to1；ForPLANE223,SOLID226,orSOLID227,setKEYOPT(1)to110。1.2、MaterialProperties设置：对于Jouleheatingeffects，需要设置材料参数：电学参数：electricpermittivity电阻率

3、RSVX、RSVY、RSVZ热学参数：thermalconductivity导热系数KXX,KYY,KZZ若考虑瞬态热效应，需设置密度DENS、比热C或焓ENTH1.3、Load载荷设置：设置AppliedVoltageorCurrent设置对流、辐射、传热等边界条件1.4、Solve求解进行ANSYS三维电热分析，选择SOLID69单元，为专用于焦耳热分析的单元，只需设置电阻率RSVX、导热系数KXX，加载电压VOLT、对流系数CONV即可进行求解，不考虑加热元件本身的热变形；选择SOLID98，除以上参数外，还可以设置弹性模量EX、泊松比PRXY、热膨胀系数ALPX，

4、即可分析加热元件本身的变形。1.实践操作：以多晶硅polysilicon作为加热元件材料，选择SOLID69单元，设计简单的元件结构，设置材料参数RSVX、KXX，加载5V电压，空气对流系数为12.5W/(m2﹒℃)，外界温度为20℃。2.1、ANSYS命令流/FILNAME,ExEletricThermalPolySi/PREP7!Defineproblemparameters!E3=155e9P3=0.22K3=150A3=2.9e-6R3=2.3e-3C3=700D3=2330U=5!ChooseElementanddefineMP!ET,1,SOLID69KEYO

5、PT,1,1,0MP,RSVX,1,R3MP,KXX,1,K3!Finiteelementmodel!BLOCK,0,5E-6,0,5E-6,0,0.5E-6BLOCK,0,4.5E-6,0.5E-6,4.5E-6,0,0.5E-6/PNUM,VOLU,1VPLOTVSBV,1,2SAVEMAT,1VMESH,PEPLOTSAVE!DefineLoadandboundaryconditions!/PNUM,AREA,1APLOTASEL,S,,,13DA,ALL,VOLT,0ASEL,S,,,14DA,ALL,VOLT,UALLSELASEL,S,,,3,4SFA,ALL

6、,1,CONV,12.5,20ASEL,S,,,6SFA,ALL,1,CONV,12.5,20ASEL,S,,,15,16SFA,ALL,1,CONV,12.5,20ALLSELSAVEFINISH/SOL/STATUS,SOLUSOLVELESIZE,ALL,0.5e-6TYPE,1/POST1PRNSOL,TEMP2.2、部分分析结果视图3D-NodalTemperature3D-PotentialDistribution3D-NodalTemperature:稳定状态下加热元件的温度可以达到762859℃，实际应该无法达到，仿真中之所以出现可能与加载电压过大、与外界

7、传热不足、电阻率大小选择不当等有关系。