例7散熱片的熱過程分析

1、例7 散熱片的熱過程分析7.1 問題描述本例題討論的問題可以作為帶對流邊界條件的熱傳導問題的基礎。該問題的模型是左側(cè)2×0.5 的矩形，右側(cè)中間是一個0.6667×0.5 矩形散熱片。模型的垂直邊與散熱片的各邊存在對流邊界條件，其頂邊和底邊都是絕熱的。散熱片的截面圖如圖7-1。 圖7-1 散熱片的截面圖7.2 生成網(wǎng)格主菜單如圖7-2，先進入幾何建模菜單命令，如圖7-3： 圖7-2 主菜單 圖7-3幾何建模 MESH GENERATION (網(wǎng)格生成) SET （設置柵格）U DOMAIN （輸入分布 U，V上的數(shù)值）0 1GRID（ON） （ 打開柵格）FILL （填充）

2、 RETURN （返回） ELEMENTS：ADD （單元的節(jié)點選?。㎞ODE（0.0，-1.0，0.0）NODE（1.0，-1.0，0.0）NODE（1.0，1.0，0.0）NODE（0.0，1.0，0.0） GRID（OFF） （關(guān)閉格柵）FILLSUBDIVIDE （細分單元） DIVISIONS （輸入在U，V，Z方向上細劃的份數(shù)）8 9 1 ELEMENTS （單元選?。〢LL EXISTING （選取全部單元）RETURN （細劃分結(jié)果如下圖7-4） 圖7-4 網(wǎng)格劃分ELEMENTS REM(去掉圖7-5所示的單元) 圖7-5 刪除多余單元END LIST （結(jié)束選?。?SWEE

3、P （消除重復的或距離過小的幾何元素和有限單元元素） REMOVE UNUSED：NODES （除掉無關(guān)的自由節(jié)點和幾何點） ALL （消除所有重合的幾何點、線，面，單元） RETURN RENUMBER （重新編號） ALL （ 對所有的單元，節(jié)點進行編號） （生成網(wǎng)格如圖7-6）MAIN圖7-6 生成的網(wǎng)格7.3 定義兩個對流邊界條件參見圖7-7 和圖7-8。 BOUNDARY CONDITIONS （邊界條件）THERMAL （熱傳導條件的定義）EDGE FILM （平面、軸對稱、殼單元對流邊界定義） (此時跳出窗口如圖7) FILM COEFFICIENT（TOP） （定義對流系數(shù)）8

4、00/（3600*144）SINK TEMPERATURE(TOP) （定義環(huán)境溫度） 2500OK EDGES ADD (選擇施加邊界：垂直面的左邊) (pick edges on left vertical surfaces)END LIST NEW （定義新的邊界條件） （此時的NAME由apply1變成apply2，再次輸入邊界條件）EDGE FILM COEFFICIENT(TOP)600/（3600*144） 圖7-7 對流邊界條件設定SINK TEMPERATURE(TOP) 1000OKEDGES ADD (選擇施加的邊界：垂直面的右邊)(pick edges on right

5、 vertical surfaces)END LISTRETURNID BOUNDARYCONDS （此時可以看見如圖7-8邊界條件）MAIN 圖7-8 邊界條件7.4定義初始條件參見圖7-9。INITIAL CONDITIONS （定義初始條件） THERMAL （熱傳導分析初始條件） TEMERATRURE （定義分析的初始溫度）TEMERATRURE(TOP) 70OKNODE：ADDALL EXISTINGMAIN 圖7-9 初始條件7.5定義材料特性參見圖7-10。 MATERIAL PROPERTIES （定義材料特性）MATERIAL PROPERTIES HEAT TRANSF

6、ER （定義熱傳導分析材料特性） CONDUCTIVITY （定義熱的傳導率）6e-4 SPECIFIC HEAT （定義比熱）0.146 MASS DENSITY （定義質(zhì)量密度）0.283OK ELEMENTS:ADD ALL EXISTINGMAIN 圖7-10材料特性定義7.6定義瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)熱傳導工況參見圖7-11和7-12。 LOADCASES （載荷工況的定義） HEAT TRANSIFER （熱傳導分析）TRANSIENT （瞬態(tài)熱分析） TOTAL LOADCASE TIME （定義工況分析歷程的總時間） 6ADAPTIVE TEMPERATURE（定義自動時間步長的與溫度有關(guān)

7、的參數(shù)）圖7-11工況定義 PARAMETERS （此時彈出窗口如圖7-12）MAX#INCREMENTS （最大的增量步）200INITIAL TIME STEP （初始時間步1s）1OK OKNEW （定義新的工況）STEADY STATE （穩(wěn)態(tài)的熱傳導分析） OKMAIN 圖7-12 瞬態(tài)熱傳導定義 7.7 定義工作參數(shù)并遞交運行操作菜單命令如下： 可參見圖7-13。JOBS （定義工作參數(shù)） HEAT TRANSFER （選擇熱傳導分析條件）Lcase1 Lcase2PLANAR （定義平面分析類型）ANALYSIS OPTIONS （選擇要分析的選項）LUMP CAPACITY （

8、集中熱容） OKOK FILES （文件保存） SAVE ASHeat 1 OKRETURNRUN （運行） SUBMIT 1 （提交作業(yè)、生成運行所需文件） MONITOR （監(jiān)控運行狀態(tài)） OKMAIN 圖7-13 定義工作參數(shù)7.8 對得到的結(jié)果進行后處理RESULTS OPEN DEFAULT （打開默認已存在的后處理文件） SKIP TO INC （跳到指定的增量步82，并將增量步數(shù)讀到數(shù)據(jù)庫中）82 CONTOUR BANDS （顯示帶狀云圖） (此時可以看見窗口的溫度云圖7-14)圖7-14溫度云圖NEXT INC （下一增量步結(jié)果） HISTORY PLOT （指定變量歷程顯示

9、方式）SET NODE （設定顯示變量和時間關(guān)系的節(jié)點號）7 66 END LIST圖7-15路徑設定 CONLLECT DATA （收集7和66號節(jié)點083步溫度隨時間的變化數(shù)據(jù)，1步收集一次）0 83 1 NODES/VARIABLE （選擇變量） ADD VARIABLES （增加變量：時間和溫度）TimeTemperature FIT （擬合曲線） （此時可以看見溫度-時間圖7-16） 圖7-16 溫度歷程圖 RETURNRETURNPATH PLOT （顯示變量沿指定路徑的分布顯示方式） SHOW MODEL （顯示模型） NODE PATH （選擇路徑的兩個端點）7 66END LISTVARIABLES ADD