搜索fluent傳熱模型中電子芯片的簡化方案
2017-01-11 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
在fluent的傳熱模型中可以設置體熱源也可以設置面熱源,那么對于這兩種情況,該怎么簡化模型呢,遇到問題時候是簡化為面還是做耦合處理,本文對這兩種情況進行了仿真,對最終結果進行了對比。注:文中出現的數據都是隨便選取。
模型:一個鋁制機箱中有一個芯片,外流場溫度為300K。
芯片為5×4×2,機箱為50×40×20。芯片為鋁制材料,芯片底面和機箱底面都是絕熱邊界,假定機箱其他面的傳熱系數為1W/(m^2*k)。芯片功率為2W。簡化為體時,設置體熱源為5×10^7W/m^3。簡化為面時,設置芯片熱流密度為3.57×10^4。
方案一:采用耦合的方法,即芯片和外流場耦合,模型和網格如圖1所示,網格是在ICEM中劃分的。
圖 1
方案二:把芯片簡化為面的熱流密度,模型和網格如圖2所示。
圖 2
計算結果對比:
方案一:
Total Heat Transfer Rate (w)
-------------------------------- --------------------
chip_bottom 0
chip_side 1.829797
chip_side-shadow -1.83159
part_1 -1.82952
wall_bottom 0
---------------- --------------------
Net-1.8313163
方案二:
Total Heat Transfer Rate (w)
-------------------------------- --------------------
Chip 1.9991994
part_1 -1.9991719
wall_bottom 0
---------------- --------------------
Net 2.7537346e-05
表1 兩種方案的溫度對比(單位:K)
在模型中截取一條直線(如圖3所示),得到這條線上的溫度值,進行對比,如圖4所示。
圖3 在空間中選取一條線
圖4 各個位置的溫度值對比
從上面的結果中可以看出,計算的結果由一定的差別,但是溫度場(表1,圖4)相差不大,在以后的學習中再去研究這些差別。通過這次的仿真,個人認為如果對電子產品進行熱分析,可以采取方案二的形式,計算速度快,節省時間。
圖5 芯片中間面的溫度梯度圖
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