5 其它物理學(xué)方面 58
5.1 瞬態(tài)時(shí)間常數(shù) 58
5.2 水和空氣兩股流體 59
5.2.1 求解設(shè)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(guān)于自然對(duì)流) 61
5.3.2 湍流流動(dòng) 61
5 其它物理學(xué)方面
5.1 瞬態(tài)時(shí)間常數(shù)
假定某個(gè)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(duì)流換熱散失熱量和時(shí)間有關(guān)。
建議:在瞬態(tài)計(jì)算時(shí),一定要在材料特性里定義密度和比熱,不要采用默認(rèn)的設(shè)置1。
5.2 水和空氣兩股流體
5.2.1 求解設(shè)置
自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)和終止殘差是依據(jù)主要流體的特性設(shè)置的,通常情況下是空氣。冷板中存在的是流體水,而且承擔(dān)著主要的質(zhì)量和能量傳遞。默認(rèn)設(shè)置的空氣不會(huì)對(duì)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(jìn)行分隔。
兩種流體仿真的例子可以參考[Project/New]應(yīng)用例子中的2Fluid Cold and HeatSink。水通過(guò)求解域邊上的固定流裝置進(jìn)入到管道中,之后穿越管道離開(kāi)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(yuǎn),求解域的邊界可以通過(guò)Cutouts來(lái)模擬。Cutouts具有與求解域相同的邊界特性,通過(guò)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(guò)放置在Cuboid上的一個(gè)固定流進(jìn)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(gòu)Cuboid上的Cutouts。
5.3 粗糙度和壁面摩擦
5.3.1 層流(關(guān)于自然對(duì)流)
文獻(xiàn)數(shù)據(jù)表明:管道和平板內(nèi)的層流流動(dòng)受粗糙度(不是特別大)的影響很小。這是因?yàn)榱黧w內(nèi)以粘性力為主導(dǎo)。
注意:如果湍流設(shè)置為層流,則Flotherm會(huì)忽略表面特性(Surface Attribute)中表面的粗糙度值。
5.3.2 湍流流動(dòng)
管內(nèi)粗糙度的影響是由粗糙度和水力直徑的比、管內(nèi)的雷諾數(shù)所確定。
下圖是粗糙管道內(nèi)壓力損失曲線。
實(shí)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(shí)候可以采用上圖對(duì)Flotherm的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。
Flotherm資料下載: 使用Flotherm進(jìn)行電子散熱仿真過(guò)程中涉及的物理學(xué)原理.pdf
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