用SolidWorks flow simulation 电子设备散热案例练习

用SolidWorks flow simulation 电子设备散热案例练习

使用同一个产品模型,使用SolidWorks flow simulation和Icepak分别仿真对比下结果,练习软件操作。

  • 3D模型简化

为了节约计算资源和计算时间,需要考察哪些特征是不需要的,例如装配的小零件,零件的圆弧特征,零件直接的微小间隙,异形的零件等。

本例中压缩风扇和螺钉,添加简化后的零件。

原始风扇和螺钉模型
压缩风扇和螺钉
简化风扇模型,堵上螺钉孔
简化后的风扇模型
原出风口
出风口封盖
  • 创建流体仿真项目
设置项目名称
修改长度单位
求改动能单位

注:本案例关心的是热量从若干电子元器件里产生后,在设备空间里的耗散的过程,所以勾选“固体内热传导”选项。

后面详细设置固体材料

注:本案例不关心流体流经固壁的传热条件,所以选择接受绝热壁面,表面壁面是绝热的。可咨询定义壁面粗糙度值,表示为真实的壁面边界条件,其定义为粗糙峰的 Rz 值。(强制风冷是主要传热散热条件)

注:由于初始值与最终的计算值越接近,计算时间越短。本案例根据常理做出判断,将“热动力参数”下的“温度”设置为50°F,将“固体参数”下的“初始固体温度”设置为50°F。(原因我也还在研究中)

初始默认网格
  • 定义风扇

风扇(Fan)实际上是边界条件之一。可以在没有被边界条件和源相指定的固壁上设置。

可以在模型出口处创建的盖子(Lids)上创建风扇。也可以在流动区间内部设置风扇,这种

风扇叫内部风扇(Inernal Fans)。风扇是一种产生体积或者质量流动的理想设备,其性能依

赖于选定的流入面和流出面的静压差。在工程数据库里面定义了风扇性能曲线,曲线是体积

流动速率或者质量流动速率相对于静压差的函数。

一般在有风扇设置的求解问题里面需要知道风扇的性能。如果在工程数据库里面找不到

相应的风扇性能曲线,那就需要人为定义。

选择风扇盖子内侧面
示意显示风扇
  • 定义边界条件
右键插入边界条件
选择盖子内侧面
  • 定义热源
插入体积热源
选择模型和设置热耗
修改名称
继续增加热源
选择零件和设置参数
选择零件和设置参数
总览热源信息
  • 创建固体材料

自定义芯片的材料环氧树脂(Epoxy)。

打开工程数据库
填写新建材料的参数
  • 设置固体材料
右键插入固体材料
选择模型,选择新加材料
固体材料设置总览
  • 定义求解目标

设置三种求解目标,体积目标、壁面目标和全局目标。

插入体积目标
选择零件模型
注意默认勾选
勾选固体温度最大值
插入表面目标

插入表

勾选静压,平均值
注意默认选中
勾选质量流量
插入全局目标
勾选静压平均值,流体温度平均值
默认勾选
目标总览
  • 网格设置
修改最小缝隙尺寸
  • 求解运行
求解过程
  • 查看结果
插入目标图
导出excel结果
插入流动轨迹
选择进风口封盖,设置参数
气流速度-PCB(2)上只有几条线,散热可能不良。
插入切面图
选择front面
气流速度切面图
设置刻度尺数值
气流矢量和温度切面图
插入表面图
选择零件模型,设置温度

可以看出,在电路板上的不同颗粒的散热分布情况,后排远离风扇位置的芯片颗粒的温

度明显高于接近风扇位置处的芯片颗粒。

发布于 2020-08-16 14:21