5 其它物理學方面 58
5.1 瞬態時間常數 58
5.2 水和空氣兩股流體 59
5.2.1 求解設置 59
5.2.2 管子的模擬 59
5.2.3 Cutous的模擬 59
5.3 粗糙度和壁面摩擦 61
5.3.1 層流(關于自然對流) 61
5.3.2 湍流流動 61
5 其它物理學方面
5.1 瞬態時間常數
假定某個靜止的熱源具有熱功耗P 、體積V以及確定的密度和比熱。其所得到的凈熱量與熱功耗、對流換熱散失熱量和時間有關。
建議:在瞬態計算時,一定要在材料特性里定義密度和比熱,不要采用默認的設置1。
5.2 水和空氣兩股流體
5.2.1 求解設置
自動時間步長和終止殘差是依據主要流體的特性設置的,通常情況下是空氣。冷板中存在的是流體水,而且承擔著主要的質量和能量傳遞。默認設置的空氣不會對其有所影響。
5.2.2 管子的模擬
注意:空氣和水必須由塊Cuboid進行分隔。
兩種流體仿真的例子可以參考[Project/New]應用例子中的2Fluid Cold and HeatSink。水通過求解域邊上的固定流裝置進入到管道中,之后穿越管道離開求解域。求解域的邊界與冷板的邊界重合。
5.2.3 Cutouts的模擬
如果求解的邊界離管子的邊界比較遠,求解域的邊界可以通過Cutouts來模擬。Cutouts具有與求解域相同的邊界特性,通過Cutouts可以流入水。在下圖中求解域大于冷板模型。在管道上部,水通過放置在Cuboid上的一個固定流進入到管道中(注意固定流裝置不能任意放置,只能放置在Cuboid上或求解域邊界上)。在管道下部,水流入到放置在虛構Cuboid上的Cutouts。
5.3 粗糙度和壁面摩擦
5.3.1 層流(關于自然對流)
文獻數據表明:管道和平板內的層流流動受粗糙度(不是特別大)的影響很小。這是因為流體內以粘性力為主導。
注意:如果湍流設置為層流,則Flotherm會忽略表面特性(Surface Attribute)中表面的粗糙度值。
5.3.2 湍流流動
管內粗糙度的影響是由粗糙度和水力直徑的比、管內的雷諾數所確定。
下圖是粗糙管道內壓力損失曲線。
實例:散熱器通道
1. 粗糙度
2. 翅片間的水力直徑為
3. 空氣流速
在某些時候可以采用上圖對Flotherm的計算結果進行比較。
Flotherm資料下載: 使用Flotherm進行電子散熱仿真過程中涉及的物理學原理.pdf
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