ANSYS,

Inc

。er

n

Inn。va

lonhatDrvesHnnanAdvanceen

/nsys基于EVDEADP的基站產(chǎn)品360

。Wind

Load自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程劉寧

I愛(ài)立信（中國(guó)）通信有限公司Abstract隨著5G基站的廣泛部署，風(fēng)載荷對(duì)天線穩(wěn)定性的影響日益重要。傳統(tǒng)風(fēng)載荷分析方法依賴風(fēng)洞測(cè)試或復(fù)雜的CFD仿真，既耗時(shí)又對(duì)專家要求高。為提高仿真效率，愛(ài)立信開(kāi)發(fā)了基于EVDE平臺(tái)的Wind

Load

ADP自動(dòng)化仿真流程。該流程通過(guò)簡(jiǎn)單GUI界面，自動(dòng)進(jìn)行基站天線的360°風(fēng)載荷分析，包括幾何創(chuàng)建、網(wǎng)格生成、Fluent求解、后處理和報(bào)告生成。仿真前處理能在5分鐘內(nèi)完成，仿真結(jié)果與風(fēng)洞測(cè)試誤差小于10%。報(bào)告自動(dòng)生成PDF，包含計(jì)算設(shè)置和風(fēng)載荷數(shù)據(jù)，幫助設(shè)計(jì)人員優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)CFD方法相比，Wind

Load

ADP顯著提升了仿真效率，減少了設(shè)計(jì)迭代時(shí)間，使非專家也能輕松完成風(fēng)載荷分析。該工具為基站天線設(shè)計(jì)優(yōu)化和5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了技術(shù)支持，

推動(dòng)了產(chǎn)品研發(fā)與創(chuàng)新。?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

nnan

Advancennent2

Company

Introduction

EVDE-EricssonVirtual

HW

Designer

Wind

Load

Background

Wind

LoadADP

Visionand

Conclusion?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

nnan

AdvancennentAgenda3

Company

Introduction?愛(ài)立信公司1876

年成立于瑞典的斯德哥爾摩，業(yè)務(wù)遍布全球

140

多個(gè)國(guó)家，是全球領(lǐng)先的提供端到端全面通信解決方案以及專業(yè)服務(wù)的供應(yīng)商。愛(ài)立信的核心業(yè)務(wù)包括：

網(wǎng)絡(luò)、電信專業(yè)服務(wù)和多媒體?

研發(fā)(R&D)是愛(ài)立信業(yè)務(wù)的核心，全球擁有約26,000名員工。愛(ài)立信的工程師、研究人員和世界各地的科學(xué)家都在關(guān)注技術(shù)的創(chuàng)新和演進(jìn)。愛(ài)立信擁有超過(guò)6萬(wàn)項(xiàng)專利，

是行業(yè)中最強(qiáng)大的知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合之一?愛(ài)立信中國(guó)研發(fā)中心是瑞典以外最大的研發(fā)機(jī)構(gòu)，

研發(fā)人員分布北京、上海、南京、廣州、成都五個(gè)城市，涵蓋了愛(ài)立信所有的產(chǎn)品線。此外，愛(ài)立信還在北京設(shè)立了全球三大創(chuàng)新中心之一，以便跟中國(guó)的創(chuàng)新企業(yè)更好的開(kāi)展合作?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

nnan

Advancennent4

2000,s1976195618762020Company

Introduction?More

than

140years

of

enabling

communication?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

nnan

Advancennent18841923187819811990,s5

EVDE-EricssonVirtual

HW

Designer?EVDE

是一個(gè)仿真平臺(tái)，包含一系列稱為

ADP（Automated

Design

Process）的工具。ADP

是根據(jù)愛(ài)立信需求定制的自動(dòng)化硬件仿真流程，每個(gè)

ADP

覆蓋一個(gè)特定領(lǐng)域。它能夠執(zhí)行復(fù)雜的仿真，

這些仿真通常需要很長(zhǎng)的執(zhí)行時(shí)間、要求用戶具備仿真工具的專家知識(shí)，并且在某些情況下手動(dòng)運(yùn)行幾乎是不可能的。?實(shí)施自動(dòng)化仿真的理念是降低用戶對(duì)仿真工具的專業(yè)知識(shí)的門(mén)檻，并允許更廣泛的團(tuán)隊(duì)運(yùn)行涵蓋整個(gè)產(chǎn)品而不是一小部分產(chǎn)品的復(fù)雜仿真。這種方法將提高我們的產(chǎn)品質(zhì)量，并減少硬件開(kāi)發(fā)中的原型運(yùn)行次數(shù)。?EVDE

ADP

主要包含Board

Design,Filter

design,Thermal

Electronics,Thermal

Structure四個(gè)領(lǐng)域，其中Wind

load

ADP

屬于

Thermal

Structure的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。TraditionWay

Smart

Development?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

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Advancennent6Wind

Load

Background?

基站天線市場(chǎng)發(fā)展非常迅猛。為了充分滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸容量需求，天線的設(shè)計(jì)正變得更加高效和復(fù)雜。即使天線的集成密度不斷提高，這仍對(duì)其外部尺寸產(chǎn)生了影響。?隨著這種發(fā)展，尤其是在現(xiàn)場(chǎng)更換天線或加裝額外天線時(shí)，現(xiàn)有天線桿塔的強(qiáng)度可能無(wú)法再得到保證。因此，進(jìn)行現(xiàn)代化改造的天線站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)商將面臨額外成本。此外，

強(qiáng)風(fēng)（例如在風(fēng)暴或颶風(fēng)期間）帶來(lái)的高風(fēng)荷載是一個(gè)特別的挑戰(zhàn)。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商（MNO）或其承包商始終對(duì)天線站點(diǎn)的設(shè)計(jì)和規(guī)格設(shè)計(jì)負(fù)有法律責(zé)任。從結(jié)構(gòu)分析的角度考慮站點(diǎn)安全性時(shí)，必須將產(chǎn)品Wind

Load納入考量。?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

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nnan

Advancennent7

Wind

Load

Background從

20世紀(jì)

80年代首批基站天線問(wèn)世至今，愛(ài)立信一直開(kāi)展研究，

以確定風(fēng)荷載的最佳方法。其中基站產(chǎn)品風(fēng)荷載目前有三種公認(rèn)的方法：

標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

(EN

1991-1-4) CFD

流體仿真

風(fēng)洞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算CFD

仿真模擬風(fēng)洞測(cè)試?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

nnan

Advancennent8

Wind

Load

Background?NGMN-Alliance-電信設(shè)備測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)化組織,

為基站天線的電氣、機(jī)械參數(shù)及測(cè)試方法提供全球統(tǒng)一規(guī)范，覆蓋增益、波束寬度、隔離度等關(guān)鍵指標(biāo)。建議為基站天線提供360

。極坐標(biāo)圖風(fēng)荷載數(shù)據(jù)，其中測(cè)量間隔不超過(guò)10

。。其中，

部分運(yùn)營(yíng)商明確需要通信設(shè)備公司提供

360°

的Wind

load數(shù)據(jù)。?

風(fēng)阻的需求大部分都可以在風(fēng)洞中進(jìn)行測(cè)試，但這種方式耗時(shí)且成本高昂。所以進(jìn)行

CFD仿真模擬是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

nnan

Advancennent不同角度下的產(chǎn)品外形Basta12數(shù)據(jù)結(jié)果要求Basta12標(biāo)準(zhǔn)文檔9

Wind

LoadADP?常規(guī)的風(fēng)阻仿真流程需要對(duì)產(chǎn)品每個(gè)迎風(fēng)角度進(jìn)行幾何設(shè)置，分別建立流體域，網(wǎng)格設(shè)置處理，最后在fluent求解及后處理。例如360°的風(fēng)阻需求，每隔10°度計(jì)算一個(gè)風(fēng)阻，需要進(jìn)行36次求解過(guò)程，而且每個(gè)角度都需要仿真專家進(jìn)行細(xì)致的前處理，最后進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

這樣的方法占用了大量的時(shí)間和精力，最終的結(jié)果還需要進(jìn)行校核。?愛(ài)立信基于這個(gè)背景，研究了基于基站產(chǎn)品風(fēng)阻的自動(dòng)化仿真流程Wind

LoadADP,使得用戶能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的GUI操作，完成360°風(fēng)阻的設(shè)置和求解，并且仿真精度在90%以上。10?2025ANSYS,

Inc.開(kāi)始幾何簡(jiǎn)化處理ADP自動(dòng)生成0

。-360

。流體域幾何ADP自動(dòng)生成36個(gè)角度3D網(wǎng)格ADP自動(dòng)進(jìn)行Fluent

求解設(shè)置ADP自動(dòng)調(diào)用求解模塊及后處理ADP自動(dòng)輸出仿真報(bào)告結(jié)束開(kāi)始幾何簡(jiǎn)化處理初始流場(chǎng)幾何0。生成0

。3D網(wǎng)格Fluent求解設(shè)置計(jì)算及后處理...背面流場(chǎng)幾何360。生成360

。3D網(wǎng)格Fluent求解設(shè)置計(jì)算及后處理數(shù)據(jù)整合及分析結(jié)束0

。風(fēng)阻計(jì)算手動(dòng)設(shè)置36次迭代360

。風(fēng)阻計(jì)算自動(dòng)進(jìn)行360。風(fēng)阻計(jì)算Wind

LoadADP求解傳統(tǒng)方式Wind

LoadADPWind

load自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程（ADP）

是一個(gè)基于網(wǎng)頁(yè)的工具，允許用戶對(duì)天線幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行氣動(dòng)載荷計(jì)算，通過(guò)多風(fēng)向研究壓力分布。完整工作流程包含以下核心步驟：?幾何創(chuàng)建：導(dǎo)入基站幾何文件，使用最小角度、最大角度和步長(zhǎng)（Min

Angle

、Max

Angle

和

Step）來(lái)描述不同來(lái)流方向。?網(wǎng)格生成：通過(guò)

Fluent

Meshing

執(zhí)行工作流?

計(jì)算運(yùn)行：基于

Fluent

求解器執(zhí)行仿真?后處理：在網(wǎng)頁(yè)界面展示W(wǎng)ind

Load極坐標(biāo)圖（Polar

Plot）和仿真云圖?

報(bào)告生成：自動(dòng)創(chuàng)建

PDF

格式分析報(bào)告計(jì)算運(yùn)行

后處理極坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成報(bào)告powering

InnovationThatDrivesHnnanAdvancennent多角度幾何自動(dòng)創(chuàng)建11?2025ANSYS,

Inc.自動(dòng)創(chuàng)建加密網(wǎng)格Wind

loadADP-Result后處理結(jié)果可視化，更加形象地體現(xiàn)基站產(chǎn)品在風(fēng)場(chǎng)中的受力狀態(tài)和流動(dòng)特征：?

每個(gè)產(chǎn)品不同角度的風(fēng)阻值及最大最小值?

速度結(jié)果云圖，壓力結(jié)果云圖，流體跡線動(dòng)圖不同角度速度云圖

不同角度壓力云圖

不同角度的風(fēng)阻極坐標(biāo)圖?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

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H

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Advancennent12

G?ttingen-typewithopentest

section:?Nozzle

area:

7,07

m?Length

of

the

test

section:

4,5

m?

Turbulence

ratio:Tu<

0.5?Wind

speed:

40

m/sThe

most

important

partsofthetest

rig

are:?Open

test

section

with

a

turn

table

(360°)?Nozzle,

3

meters

in

diameter?Bending

moment

balance

(resolution:+/-0,01

N)?Datacquisitionsystem:single

channel

precision

bridgeamplifier

modules

ML38Bfor

MGCplus

(Hottinger

Baldwin

Messtechnik)and

Digital

PCIdataacquisitiondevice,

16bit

(National

Instrumnts)?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

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AdvancennentWindTunnel13

Wind

LoadCompassionCFD仿真和風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果對(duì)比：?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

nnan

AdvancennentWind

LoadADP結(jié)果風(fēng)洞測(cè)試14

Wind

Load

ADP

仿真結(jié)果和風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果對(duì)比：?

Wind

Load

ADP

運(yùn)行

0°

:10°

:180°

,由于產(chǎn)

品對(duì)稱，通過(guò)鏡像到-180°to0°。?

在大多數(shù)角度下，仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果能

夠很好的閉環(huán)，誤差小于10%。?

對(duì)于一些差異較大的角度會(huì)綜合分析在特

定角度下，測(cè)試和仿真引起的誤差。Wind

LoadADP和風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果對(duì)比ComparisonADPvswindtunnel

measurements?2025ANSYS,

Inc.

powering

Innovation

That

Drives

H

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Advancenn