利用FLUENT軟件模擬流固耦合散熱實例課件

FLUENT軟件模擬流固耦合散熱實例1學習交流PPT

FLUENT軟件模擬流固耦合散熱實例1摘要Gambit創(chuàng)建模型FLUENT計算及后處理2學習交流PPT摘要Gambit創(chuàng)建模型2學習交流PPTGambit創(chuàng)建模型創(chuàng)建幾何模型劃分網(wǎng)格指定邊界條件3學習交流PPTGambit創(chuàng)建模型創(chuàng)建幾何模型3學習交流PPTCircuitboard(externallycooled)k=0.1W/m?Kh=1.5W/m2?KT∞=298KAirOutletAirinletV=0.5m/sT=298KElectronicChip(onehalfismodeled)k=1.0W/m?KQ=2WattsTopwall(externallycooled)h=1.5W/m2?KT∞=298KSymmetryPlanes問題描述ChipBoardFluid4學習交流PPTCircuitboard(externallycool創(chuàng)建計算區(qū)域1.①②③④⑤⑥5學習交流PPT創(chuàng)建計算區(qū)域1.①②③④⑤⑥5學習交流PPT2.創(chuàng)建一個plane來分割volume1創(chuàng)建board區(qū)域6學習交流PPT2.創(chuàng)建一個plane來分割volume1創(chuàng)建board區(qū)移動plane到適當位置，對volume1進行split將創(chuàng)建的plane沿Y向上平移0.13.4.用平移后的plane對volume1進行split7學習交流PPT移動plane到適當位置，對volume1進行split將5.創(chuàng)建chip體6.移動chip體到具體位置8學習交流PPT5.創(chuàng)建chip體6.移動chip體到具體位置8學習交流PP7.用體相分割，得到流體區(qū)域Volume2

Volume2Volume3Volume2

splitwith

volume39學習交流PPT7.用體相分割，得到流體區(qū)域Volume2Volume劃分網(wǎng)格1.將chip邊劃分為15*7*4471510學習交流PPT劃分網(wǎng)格1.將chip邊劃分為15*7*4471510學習交2.劃分其他邊的網(wǎng)格Board沿Y向邊：

4Board沿Z向邊：8Fluid沿Y向邊：16沿X方向長邊：100劃分數(shù)：444100100161616168811學習交流PPT2.劃分其他邊的網(wǎng)格Board沿Y向邊：4劃分數(shù)：443.劃分體的網(wǎng)格選擇所有體12學習交流PPT3.劃分體的網(wǎng)格選擇所有體12學習交流PPT指定邊界條件1。隱去網(wǎng)格，便于操作13學習交流PPT指定邊界條件1。隱去網(wǎng)格，便于操作13學習交流PPT2。指定速度入口InletVelocity_inlet14學習交流PPT2。指定速度入口Inlet14學習交流PPT3。指定壓力出口OutletPressure_outlet15學習交流PPT3。指定壓力出口Outlet15學習交流PPT4。指定board-side為wall類型Board-sidewall16學習交流PPT4。指定board-side為wall類型Board-s5。指定board上的對稱面BoardsymmSym-1邊界類型條件都為symmetry17學習交流PPT5。指定board上的對稱面BoardsymmSym-1邊6。指定board上的上下面邊界條件類型wallBoardtopBoardbottom18學習交流PPT6。指定board上的上下面邊界條件類型wallBoard7。指定chip上的邊界條件類型ABFCDGEHChip邊界類型：與board接觸的面BCDE:chip-bottom---wall與流體接觸的4個面

:chip-side

----wall（ABCH,CDGH,DEFG,AHGF)

面ABEF:chip-symm

--symmetry19學習交流PPT7。指定chip上的邊界條件類型ABFCDGEHChip邊界8。指定fluid區(qū)域上的邊界條件類型fluid-symmSym-2ADCBFluid區(qū)域的頂面ABCDwall20學習交流PPT8。指定fluid區(qū)域上的邊界條件類型fluid-symmS9。指定區(qū)域類型指定流體區(qū)域指定固體區(qū)域123綠色:fluid紅色（chip）:solid紫色（board）:solid21學習交流PPT9。指定區(qū)域類型指定流體區(qū)域10。輸出網(wǎng)格12在中自定義名稱然后Accept網(wǎng)格成功輸出22學習交流PPT10。輸出網(wǎng)格12在中自定義名稱網(wǎng)格成功輸出22學習交流PPFLUENT計算及后處理讀入mesh文件選擇物理模型定義材料屬性指定邊界條件初始化設置求解器控制設置收斂監(jiān)視器計算后處理23學習交流PPTFLUENT計算及后處理讀入mesh文件23學習交流PPT1.FLUENT讀入網(wǎng)格①②選擇剛從Gambit中輸出的網(wǎng)格文件(.msh文件)③Grid----Check檢查網(wǎng)格質量，確定最小體積大于0此數(shù)值大于0啟動3D-FLUENT24學習交流PPT1.FLUENT讀入網(wǎng)格①②選擇剛從Gambit中輸出的2.確認計算域大小Grid----Scale①②在Gambit中是以m為單位建模在ScaleGrid菜單中，選擇Gridwascreatedininch,點擊changelengthunits,然后再點擊

Scale,得到正確大小的計算區(qū)域。25學習交流PPT2.確認計算域大小Grid----Scale①②在Gam3.選擇求解器，物理模型①Define—Model--Solver保持缺省值。②Define—Model--Energy打開能量方程，設計到溫度計算。③Define—Model--Viscous26學習交流PPT3.選擇求解器，物理模型①Define—Model--S4.定義材料屬性①Define—Materials流體材料中包含air，不另需定義②定義固體材料：chip,board在Materials面板中MaterialType

下拉菜單中選擇solid，在Name中輸入board,刪除ChemicalFormula中的內(nèi)容，將ThermalConductivity

設置為0.1；點擊Change/Create按扭，在彈出的菜單中選擇No.同樣創(chuàng)建材料chip27學習交流PPT4.定義材料屬性①Define—Materials流體材5.定義邊界條件①Define—BoundaryConditions指定流體區(qū)域材料類型在BoundaryConditions面板中,Zone下面選擇fluid,然后在Type一側選擇fluid，點擊Set按扭,在彈出的Fluid面板中選擇MaterialName為air（實際默認正確）。28學習交流PPT5.定義邊界條件①Define—BoundaryCon②指定固體區(qū)域材料類型在BoundaryConditions面板中,Zone下面選擇board,然后在Type一側選擇solid，點擊Set按扭,在彈出的Solid面板中選擇MaterialName為board（實際默認正確）。同樣指定chip材料類型29學習交流PPT②指定固體區(qū)域材料類型在BoundaryCondition③指定chip的熱生成在Solid面板中,勾選SourceTerms，然后選擇SourceTerms菜單，點擊Edit，進入Energy面板，將數(shù)值設為1，菜單將擴展開來，從下拉選項中選擇constant,然后將前面數(shù)值設定為904000，然后確認OK。⒈⒉⒊⒋⒌30學習交流PPT③指定chip的熱生成在Solid面板中,勾選Source④指定速度入口條件在BoundaryConditions面板中,Zone下面選擇inlet,確認Type下為velocity-inlet,點擊Set進入到Velocity-inlet面板中，在velocityspecificationmethod右邊選擇MagnitudeandDirection,菜單展寬。在VelocityMagnitude后面輸入1,在x-ComponenofFlowDirection后面輸入1，其他方向保持為0。表示air流體沿x方向以1m/s的大小流動。選擇Thermal菜單將Temperature設定為298K。31學習交流PPT④指定速度入口條件在BoundaryConditions面指定壓力出口條件⑤32學習交流PPT指定壓力出口條件⑤32學習交流PPT指定symmetry條件⑥在BoundaryConditions面板中,Zone下面選擇board-symm,確認Type下為symmetry;同樣對chip-symm,fluid-symm,sym-1,sym-2進行確認，不需要另外設置。33學習交流PPT指定symmetry條件⑥在BoundaryConditi指定模型跟外部氛圍的換熱條件⑦在BoundaryConditions面板中,Zone下面選擇top-wall,確認Type下為wall;點擊Set進入wall面板，選擇Thermal菜單，在ThermalConditions下選擇Convection，設置HeatTransferCoefficient為1.5，F(xiàn)reeStreamTemperature為298。top-wall：模型Y向最頂部跟周圍氛圍的換熱條件，其材料默認為鋁。34學習交流PPT指定模型跟外部氛圍的換熱條件⑦在BoundaryCondiboard-bottom：模型Y向最小面跟周圍氛圍的換熱條件在BoundaryConditions面板中,Zone下面選擇board-bottom,確認Type下為wall;點擊Set進入wall面板，選擇Thermal菜單，在ThermalConditions下選擇Convection，設置HeatTransferCoefficient為1.5，F(xiàn)reeStreamTemperature為298。將MaterialName下的選項選擇為board.35學習交流PPTboard-bottom：模型Y向最小面跟周圍氛圍的換熱條件⑧指定與chip相關的邊界條件在BoundaryConditions面板中,Zone下面選擇chip-bottom,確認Type下為wall;點擊Set進入wall面板，選擇Thermal菜單，在ThermalConditions下選擇默認為Coupled,將MaterialName下的選項選擇為chip.1chip-bottom36學習交流PPT⑧指定與chip相關的邊界條件在BoundaryCondi2chip-side37學習交流PPT2chip-side37學習交流PPT⑨指定與board相關的邊界條件board-sideboard-top38學習交流PPT⑨指定與board相關的邊界條件board-sideboar5.求解設置Solve-Control-Solution保持默認設置①39學習交流PPT5.求解設置Solve-Control-Solution②Solve-Initialize-Initialize1432從ComputeFrom下拉項中選擇inlet,然后依次點擊init，進行初始化,Apply,Close進行初始化40學習交流PPT②Solve-Initialize-Initialize14Solve-Monitors-Residual③設置收斂標準勾選Plot在計算迭代過程中，能直接對收斂過程進行監(jiān)測。默認的標準能滿足當前問題的精度41學習交流PPTSolve-Monitors-Residual③設置收斂標準6.求解迭代Solve-Iterate在Iterate面板中設置Numberofiterate300次，然后點擊Iterate,進行計算。42學習交流PPT6.求解迭代Solve-Iterate在Iterate面監(jiān)測殘差曲線Residual各監(jiān)測曲線都達到設定的收斂標準。Fluent窗口中顯示達到收斂43學習交流PPT監(jiān)測殘差曲線Residual各監(jiān)測曲線都達43學習交流P后處理1.顯示chip附近的溫度分布44學習交流PPT后處理1.顯示chip附近的溫度分布44學習交流PPT2.顯示z=0平面的溫度分布45學習交流PPT2.顯示z=0平面的溫度分布45學習交流PPT3.創(chuàng)建速度矢量圖創(chuàng)建y=0.25inch的平面Surface---Iso-Surface123451.在Surfaceofconstant下面選擇Grid;2.選擇Y-Coordinate;3.點擊Compute,將會顯示Y值的最小、最大值；4.在Iso-Value下輸入0.25;并命名為y=0.25;5.點擊Create創(chuàng)建平面46學習交流PPT3.創(chuàng)建速度矢量圖創(chuàng)建y=0.25inch的平面SurfacDisplay--Vectors...

Selecty=0.25從theSurfaceslist；

Enter3.8fortheScale；

EnableDrawGrid

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