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基于有限元法和参数模型降阶的电力电子模块热机械耦合分析
本研究通过将有限元法 (ANSYS-FEM) 与参数模型降阶 (pMOR) 相结合，提出了一种新方法，用于执行参数研究并检查电力电子模块 (PEM) 耦合热机械模型的非线性材料行为。与广泛使用的顺序耦合方法相比，所考虑的耦合方法可以同时解决热模型和结构模型。与通常用于 pMOR 研究的恒定参数值不同，本研究使用 pMOR 方法参数化了导线材料的温度相关材料属性。本文考虑使用 pMOR 方法进行热机械分析的广义 2D 模型，参数化导线材料的温度相关热膨胀系数 (CTE) 和杨氏模量 (E)，以探索它们对导线键合的影响。本文将矩阵插值法应用于 pMOR 研究，并使用 PRIMA（一种基于 Krylov 子空间的模型降阶 (MOR) 技术）进行局部模型降阶。已经开发出一种基于拉格朗日插值技术的新高效流程，用于在参数化降阶模型 (pROM) 中实现矩阵插值。降阶模型 (ROM) 的自由度 (DOF) 仅为 8，而全阶模型 (FOM) 的自由度为 50,602。pROM 提供了出色的解决方案，并将本案例的计算时间缩短了 84%。
使用参数模型降阶对电力电子模块热机械分析中的温度相关特性进行参数化
摘要 — 本文使用 ANSYS-FEM（有限元方法）对电力电子模块 (PEM) 进行直接耦合热机械分析，并结合参数模型降阶 (pMOR) 技术。与目前大多数通过顺序耦合热机械模型进行耦合热机械分析的模型降阶研究不同，本研究中采用的直接耦合热机械方法同时解决了热和结构模型。通常，pMOR 主要侧重于参数化模型参数（例如材料属性、负载），这些参数是常数。在本研究中，在电子模块可靠性评估的背景下，展示了一种使用 pMOR 参数化温度相关属性的新方法，例如 PEM 结构中材料的热膨胀系数 (CTE)。开发了 PEM 的二维有限元模型，并用于研究铝 (Al) 合金的温度相关 CTE 对热负荷下系统热机械响应的影响。基于 Krylov 子空间的技术 PRIMA 已用于模型降阶，并采用矩阵插值的线性方法进行 pMOR 中的参数化。全阶状态空间模型具有 30,612 个自由度 (DOF)，而通过 pMOR 实现的简化模型只有 8 个自由度。模拟运行表明，对于此问题，使用这种方法可以大大减少计算时间，全阶模型和简化模型之间的计算时间减少了 81%。在建模预测中，基于 pMOR 的解决方案保留了结果的准确性。在这种情况下，与 ANSYS-FEM 模型 (FOM) 解决方案相比，应力结果的平均差异仅为 0.43%。
采用参数模型降阶法进行功率模块热机械分析
摘要 —本文介绍了一种基于拉格朗日矩阵插值方法的参数模型降阶 (pMOR)，用于具有非线性行为的电力电子模块 (PEM) 的热机械和可靠性研究。模型降阶 (MOR) 研究中的大部分先前研究都报告了使用顺序耦合方法进行的热机械模拟。在本研究中，直接耦合热机械分析同时求解热和结构控制方程，用于获得热和变形结果。此外，对于 pMOR，矩阵插值的线性方法仅限于采样参数点之间的线性变化。因此，采用了一种使用拉格朗日插值方法对系统矩阵进行插值的新方法来有效地实现矩阵插值。通过拉格朗日矩阵插值方法获得的参数降阶模型 (pROM) 解与全阶模型 (FOM) 非常吻合，并且计算时间与矩阵插值的线性（双线性）方法相似。 pROM 模拟可将计算时间缩短高达 85.5%。索引术语 — 有限元法、热机械分析、电力电子模块、可靠性评估、参数模型降阶。
生育自由的推定至关重要
课程描述基于投影的模型订单减少（PMOR）是基于物理机器学习的重要支柱。对于基于计算的设计和优化，统计分析，嵌入式计算和实时最佳控制方面，它迅速变得至关重要。对于需要实时，基于物理的数值仿真响应的场景，必不可少的。本课程介绍了PMOR的基本数学理论。它主要用于对计算科学和工程感兴趣的研究生。下面概述的课程材料与一组平衡的理论，算法和计算机编程作业相辅相成。课程概述参数建模和仿真 - 为什么要降低模型订单？- 参数化的微分方程 - 线性或仿射近似 - 基于投影的模型订单降低 - 错误分析 - 正确的正交分解（POD）以及与单数值分解（SVD）的连接（SVD） - 线性动力学系统 - 平衡截断方法 - 基于Krylov suppace and Inspace-linal Adynication-linal Adynimimation-Dynamirate-linal Adynimation-Dynamimim and-linal近似近似的方法 - 学习 - 最小二乘的彼得罗夫 - 加盖金方法 - 超重还原。教练Charbel Farhat，航空和宇航学系William F. Durand Building，257室，496 Lomita Mall，MailCode 4035电话：（650）723-3840;传真：（650）725-3525; e-mail: cfarhat@stanford.edu Office Hours: See published course schedule Teaching Assistant Faisal As'ad, Department of Aeronautics and Astronautics William F. Durand Building, 496 Lomita Mall, 94305 e-mail: faisal3@stanford.edu Office Hours: Tu, 3:00 pm – 4:30 pm and F, 10:30am – 12:00 pm, Durand 224