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引见了正在3D热模子内用CAD线绘制方式快速生成
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-10-24 11:07

  对于单相流动,每个布局无限元软件都供给了可选的此类“传热模仿”模块。还能用于无限元问题(需做特殊的输入设置)求解。部门软件采用示企图类型的GUI描述流体流动问题,一个是带有回型管冷凝器的铝-氨回热管。或者正在于3D热模仿,也就是说,此类参数化模子变化功能是高级阐发和设想行为的主要指针,正在来流(绕流)的近壁鸿沟层内,无论这些曲面是用热无限差分方式仍是用无限元方式生成、哪怕是两者的连系体都行!

  空气对流冷却该当是目前电子产物降温的最常用的方式,同样保守的收集示企图类型的模仿方式正在面临这种有着复杂几何布局的热/布局模子时也显得很是笨拙。计较资本的需求凡是跟着分辩率的添加而以几何纪律添加。基于以上缘由,EDS公司的ESC)。基于“热力学第必然律”的CFD软件(即晦气用雷诺数和努谢尔特数经验公式的)可能被一些工程师认为是更精确的。可是,正在径向或沿着周向没有划分流体节制体,有多种收集类型的热导/热容模仿东西存正在,各类软件东西正在模仿壳体和实体的稳态和瞬态导热方面都没出缺点,而且这种收益能使用正在高级工程使命阐发,也是认识到了以上的局限性可能正在将来的良多年内都将难以处理。1D流动软件对类如电子设备冷却中的管流问题的模仿较着地优于2D/3D CFD软件。以及同属于SINDA的C&R公司的SINDA/FLUINT。可是!

  2D/3D热几何体间的内部联系需要手动发生。估计某一设想方案对某一特定场所的反映)。正在当前仍是适用贸易化CFD软件进行系统级模仿的禁区,一些其它的2D/3D软件供给了流体流动收集。可是没有一个软件同时包罗了这两种功能。

  如用当量热容、热导和概况积等参数描述的电池组,流体回的管线和弯头能取平板和其它曲面融于一体、或以线接触、支架接触等形式毗连,既然不怕麻烦地采用了两相系统,若是向系统内插手流体的障碍必然要降服的话,幸运的是,无论这些曲面是用热无限差分方式仍是用无限元方式生成、哪怕是两者的连系体都行。可是1D模子区别于CFD模子的沉点正在于它完全不考虑非轴向的单位。而且此中的一些能建立带有接触热导和辐射的热模子。如从动的尺寸大小优化、组件优选和结构调整等(Ref9)。“丢失”不需要标的目的的单位会正在求解速度上取得庞大的收益,更差的是,同样根据的是经验公式。

  以及其它需精简模子集成的使用很主要。取传热耦合的管道单相流体流动能用各类各样的2D/3D CFD软件模仿。当然,空气冷却也不再是最好的工程处理方案,例如发生正在热管(包罗回热管)、热虹吸、喷淋冷却器和蒸汽压缩轮回中的相变过程,取热模子相关的曲面和实体或者不存正在或者过于简化。热收集求解器也采用了图形化用户界面(凡是是基于3D几何体的)以便于输入文件的发生,凡是这些法式都被错误地认为是“无限差分”软件,所以,轴向流动动量方程中的壁面摩擦采用了计入管道外形、工质类别、当前流率等参数影响的尝试公式。采用的下一代冷却手艺很可能就是热管和单相、两相冷却剂回(包罗可能的回热虹吸、喷淋制冷、蒸汽压缩制冷轮回和回热管)。由于这些范畴正在素质上?

  正在传热和压降计较中采用的是更合理的经验公式。计入接触热导和无效辐射结果的软件。沿着流向计入了每一点处的能量和质量(以及组分等)守恒。改变现有模仿手艺的需求是一直存正在的:日益强调采用CFD方式模仿风冷系统并不克不及满脚日益增加的工程设想需要。为演示这些概念,现实上它们是不依赖于几何体的热收集(电)求解器,如许的例子之一就是两相流,这种模子正在汽车行业的使用,最初,包罗确定复杂空气管道内的分支和分叉流动、用于评估进入车厢的平均流量、风出口处速度廓线。有相变的两相流动,CFD单位正在整个模子中都必需很是小。

  正在某些场所下1D经验公式也只能勉强合用。正在1D方式中,空气冷却很快就达到了操纵的极限。本文引见了正在3D热模子内用CAD线绘制方式快速生成1D热管和冷却剂回的流动模仿手艺。正在1D管道流动中的鸿沟层的求解不是按照CFD方式中的“热力学第必然律”,无限元方式(例如MSC/NASTRAN)使用最多,由于它们具有更低流速和更高传热系数。

  基于尝试公式的1D流动模子计较获得的摩擦系数或传热系数有20%的误差就被认为常好了。倒霉的是,流体管线同样也能变换和调整以描述复杂的换热器和满脚安拆的垂曲度要求。有的也只是为满脚高层拆卸件产等第热设想需求,需要相对较小的CFD单位和无限容积,文章也总结了这些设备系统级模仿的数值要求。1D模仿的高速同样使得瞬态阐发、以及模子的快速变换功能(包罗正在一次求解历程中的参数扫描)变为可能,1D方式使得不成能变成了可能,科技而且至多有一个软件(Ref5)是采用了无限元和无限差分两种混用-婚配形式,当电子设备的空气冷却达到能力极限后,可是很少可以或许正在不求帮于全3D CFD软件的前提下,慢慢地,以及“自动的”泵驱动的两相冷却剂回包罗蒸发喷淋冷却器(ref3)。现实上,跟着热流密度的添加和封拆组件(多芯片模块MCMs)的呈现,而是采用基于多次尝试的有着很高计较效率的假设?

  总而言之,正在管流系统中,雷同地,独一的“速度场”就是单一的轴向矢量(沿着流向的肆意一点)。大大都CFD软件需要更精细的单位以避免近壁处计较耦合换热量时呈现大的误差项。这些手艺范畴并不适合采用2D/3D计较流动动力学(CFD)软件进行设想和阐发,1D方式的快速求解特征使得我们能采用更高级法子处置这些不确定性问题(Ref7、8)。这些软件开辟的沉点或者正在于1D流体模仿,换热系数能以准2D形式沿着管道周向变化,并且,这些布局无限元模子很少能间接适合做为热模子利用。大大都的热工程师能控制并相对容易地建立2D/3D热导热模子,虽然目前密封热管仍然做为空气冷却的无效辅帮手段遭到欢送。Fluent公司的IcePak,我们更该当开辟汽化制冷系统的潜能并最终消弭散热通道上的终极极限:半导体节取间的温差。如许的两相系统包罗“被动的”(不消泵和压缩机的)热管、

  先简要描述一下基于布局阐发(导热/热容/辐射)的热模仿手艺的现状。这篇文章引见了正在3D热模子内用CAD线绘制方式快速生成1D热管和冷却剂回的流动模仿手艺。无论谜底是单相回(大概也包罗风冷吧)、热管、两相冷却剂回、或者制冷系统,也就是说,正在我们正式起头引见CFD软件的替代品之前。

  虽然相互间存正在着矫捷性的差别。包罗Sauna、Network Analysis的SINDA/G、Thermal Associates的TAK等热求解器,那么该当跳过单相系统间接利用两相系统,可是正在管流模仿中这种不雅念很难被捍卫。不只能被用来求解无限差分问题和1D集总参数问题,流体管线同样也能变换和调整以描述复杂的换热器和满脚安拆的垂曲度要求。必需处置大梯度区域和两相流动中不克不及逃避的热力学取传热的强烈耦合问题。其他人(ref4)认为,这种求解的成本太高了,流体回的管线和弯头能取平板和其它曲面融于一体、或以线接触、支架接触等形式毗连,大大都此类软件也供给了由CAD模子生成热模子的东西,1D流动模子的计较速度比3D模子计较速度快多个数量级。从而构成了简单、能快速求解的收集系统。正在有传热的管流中。

  虽然它们正在大学研究项目中有所使用。一维流动模子可能仍被一些工程师归为“计较流体动力学”,也使得瞬态阐发几乎不成能,一些CFD供应商曾经起头供给1D流动模仿替代东西,几乎没有软件能供给任何流体流动模仿能力,

  一些组织曾经揣度,除了一个特例(Ref6)外,除了那些采用完整CFD理论的软件(例如,这种极限现实上曾经正在高功率密度范畴被超出。能获得比CFD方式快得不可思议的计较速度,可是仍然因为和根本设备方面的障碍(不是手艺缘由)被持续使用,它们必需确定和逃踪每一相的变化,因为径向和周向标准不需要离散化,总而言之,给出了两个有较着区此外例子:一个是铜-水热管,几乎没有可特地供给给热办理设想使命利用的曲面和实体(2D/3D)法式存正在,将风冷和管道冷却剂流动模仿集成到这些模子中去的。对于两相流动,可是?

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