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利用CFX计算PCB板上发热芯片通过翅片散热器散热的基本流程

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本文摘要(由AI生成):

本案例展示了利用CFX软件对PCB板上发热芯片通过翅片散热器进行散热的模拟计算流程。计算模型考虑了自然对流散热,并设置了相应的边界条件和求解控制参数。通过CFX的求解计算,最终得到了温度分布等计算结果,为后续分析和优化提供了依据。此案例演示了CFX在电子散热领域的应用,有助于工程师更好地理解和预测散热效果。


本案例演示利用CFX计算PCB板上发热芯片通过翅片散热器散热的基本流程。

1 计算模型


计算模型如图所示。



计算区域中包含一个发热芯片,考虑自然对流散热,重力加速度为Y轴负方向。


2 CFX设置

2.1 启动CFX

  • 启动CFX,如下图所示设置Work Directory,点击按钮CFX-Pre启动CFX

  • 点击工具栏按钮New Case打开设置对话框,选择General项,点击按钮OK新建Case

2.2 导入计算网格

  • 选择菜单File → Import → Mesh…打开文件选择对话框

  • 如下图所示选择网格文件naca0012.cfx,点击OK按钮导入网格文件


导入模型如图所示。


  • 如下图所示双击模型树节点

  • 如下图所示进行设置



2.3 计算区域设置

  • 鼠标双击模型树节点Default Domain打开区域设置面板


进入Basic Settings标签页,如下图所示设置MaterialAir Ideal Gas


  • 进入Fluid Models标签页,设置Heat Transfer OptionThermal Energy,指定湍流模型为None(Laminar),点击OK按钮关闭面板

2.4 创建材料

  • 插入Materials

  • 修改名称为ComponentMat

  • 激活选项Thermodynamic State,设置其为Solid,如下图所示

  • 如下图所示指定其他材料参数

  • 相同方式定义另一种固体材料PCBMat
物理量单位
Density1250kg/m3
Specific Heat Capacity1300J kg^-1 K^-1
Thermal Conductivity0.35W m^-1 K^-1

2.5 固体区域设置

  • 右键选择节点Flow Analysis 1,选择弹出菜单项Insert → Domain插入计算区域

  • 指定区域名称为HeatSink

  • 如下图所示指定LocationHeatSink,设置Domain TypeSolid Domain,指定材料介质为Aluminum

  • 相同方式创建区域Component,指定LocationIC,材料介质为ComponentMat,如下图所示

  • 如下图所示创建区域PCB并指定参数

2.6 设置热源

  • 如下图所示插入Subdomian

  • 指定子区域名称为Chip

  • 设置LocationIC

  • 指定能量源为75 kg m^2 s^-3,如下图所示

2.7 边界条件设置


1、壁面边界


  • 如下图所示插入边界

  • 指定边界名称为walls

  • 指定边界类型及位置,如下图所示

  • 设置边界为绝热,如下图所示


2、开放边界


  • 如下图所示双击模型树节点Default Domain Default打开设置对话框

  • 如下图所示指定边界类型为Opening

  • 如下图所示指定相对压力为0 Pa,指定温度45 C

2.8 设置求解控制参数

  • 鼠标双击模型树节点Solver Control弹出参数设置面板

  • 指定最小迭代次数1,最大迭代次数为500,如下图所示

2.9 求解计算

  • 点击工具栏按钮Define Run

  • 软件会自动打开求解管理器。

2.10 求解计算

  • 如下图所示设置并行计算参数,指定CPU数量,点击按钮Start Run开始求解计算

  • 计算完毕后如下图所示,选中选项Post-Process Results,点击OK按钮打开CFD-Post进行后处理

3 计算结果

  • 温度分布


CFX
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首次发布时间:2019-12-23
最近编辑:5月前
CFD之道
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