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教你使用Icepak建立翅片式散热器模型

6月前浏览13664

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了如何使用ANSYS Icepak软件建立翅片式散热器模型,包括新建工程、创建模型、生成计算网格、设置物理条件和参数、求解计算以及后处理等步骤。其中,模型包括5个大功率设备阵列、1个背板、10个翅片、3个风扇和1个自由开口,翅片及背板为铝制,系统中包含3个风机,每个风机的体积流量为18 cfm,系统中有5个热源,每个热源的热功率为33 W。


本教程演示利用Icepak建立翅片式散热器模型。

注:本系列案例来自Icepak官方tutorial。Icepak本质上只是一个前处理器,用于构建电子散热过程中的各类模型,其利用Fluent作为求解器。因此如果熟悉Fluent热计算的话,使用Icepak相对就比较容易了。

案例包含的内容:

  • 新建工程

  • 利用blocks、openings、fans、sources以及plates创建模型

  • 为模型生成计算网格

  • 建立包括湍流在内的各种物理条件和参数的模拟

  • 求解计算以及后处理

1 问题描述

该机柜包含5个大功率设备阵列、1个背板、10个翅片、3个风扇和1个自由开口,如图所示。翅片及背板为铝制。系统中包含3个风机,每个风机的体积流量为18 cfm;系统中有5个热源,每个热源的热功率为33 W。

实体显示如下图所示。

2 创建新工程

  • 启动ANSYS Icepak,弹出如下图所示对话框

  • 点击New按钮打开新建工程对话框,如下图所示,指定工作路径及工程名称,点击按钮Create按钮创建工程

注:默认情况下Icepak创建了一个边长1m的立方体计算区域。

3 创建模型

3.1 修改计算域尺寸

  • 鼠标双击模型树节点Model → Cabinet,弹出属性设置对话框,进入Geometry标签页,如下图所示,指定计算域尺寸

  • 如下图所示设置,点击按钮Done完成计算域修改

3.2 创建背板

  • 点击工具栏按钮Create blocks创建一个新的板block.1

  • 鼠标双击模型树节点Model → block.1弹出设置对话框,进入Geometry标签页修改板的尺寸,如下图所示

  • 点击按钮Done修改尺寸

3.3 创建开放边界

  • 点击工具栏按钮Create openings创建新的开放边界opening.1

  • 鼠标双击模型树节点Model → opening.1,弹出设置对话框,进入Geometry标签页,如下图所示修改几何参数,点击按钮Done完成几何修改

3.4 创建风扇

  • 点击工具栏按钮Create fans创建风扇fan.1

  • 鼠标双击模型树节点Model → fan.1,弹出设置对话框,进入Geometry标签页,如下图所示修改几何参数,点击按钮Done完成几何修改

  • 进入Properties标签页,如下图所示设置风扇体积流量为18 CFM

3.5 **多个风扇

  • 鼠标右键选择模型树节点fan.1,点击弹出菜单项Copy打开对象**对话框

  • 如下图所示设置对象**参数,点击按钮Done完成风扇**

模型如下图所示。

3.6 创建热源

  • 点击工具栏按钮Create sources创建热源source.1

  • 鼠标双击模型树节点source.1弹出设置对话框,进入对话框中Geometry标签页,如下图所示设置几何选项

  • 进入Properties标签页,如下图所示设置参数Total power为33 W,点击按钮Done完成参数设置

  • 右键选择模型树节点source.1,点击弹出菜单项Copy打开对象**对话框

  • 如下图所示设置对象**参数,点击按钮Done完成几何**

3.7 创建翅片

  • 点击工具栏按钮Create plates创建平板plate.1,双击模型树节点plate.1弹出设置对话框,如下图所示设置几何参数

  • 进入Properties标签页,设置Thermal model为Conducting thick,指定参数Thickness = 0.0025 m

  • 鼠标右键选择模型树节点plate.1,点击弹出菜单项Copy打开对象**对话框

  • 如下图所示指定对象**参数,点击按钮Done完成对象**

最终完成的几何模型如图所示。

  • 点击菜单Model → Check model检查模型

4 划分计算网格

  • 点击菜单Model → Generate mesh弹出网格控制对话框

  • 如下图所示,设置网格尺寸,点击按钮Generate…生成计算网格

  • 进入Display标签页,激活选项Display mesh显示计算网格

生成的网格如下图所示。

5 设置计算

  • 鼠标双击模型树节点Basic settings弹出设置对话框

  • 设置参数Number of iterations为400

  • 鼠标右键选择模型树节点Problem setup,点击弹出菜单项Problem setup wizard打开模型设置向导

如下图所示设置模型向导

  • 激活求解速度、压力与温度,不求解组分,如下图所示

  • 计算模型中包含有进口与出口,如下图所示

  • 区域内流动为湍流,如下图所示

  • 设置湍流模型为Zero equation

  • 忽略辐射传热

  • 不包含太阳辐射

  • 设置为稳态计算

  • 点击Done完成向导设置

6 求解计算

  • 鼠标双击模型树节点Parallel settings打开并行设置对话框

  • 设置参与计算的CPU数量

  • 点击菜单Solve → Run solution打开计算设置对话框

  • 如下图所示点击按钮Start solution开始计算

Icepak调用Fluent进行计算。

注:本质上来说,Icepak只是个前处理器。

7 计算结果

1、查看x=0面上速度矢量

  • 点击菜单Post → Plane cut创建切面

  • 选择X plane through center,激活选项Show vectors,如下图所示

  • 矢量图显示如下图所示

2、查看x=0面上速度云图分布

  • 相同方式显示x=0面上速度云图如下图所示

3、查看部件上温度分布

  • 各部件温度分布如下图所示


Icepak流体基础换热散热通用电子
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2019-04-12
最近编辑:6月前
CFD之道
博士 | 教师 探讨CFD职场生活,闲谈CFD里外
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未登录
6条评论
滴滴答
签名征集中
3年前
超级厉害
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Ce & At
我爱学习
3年前
学习
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星河
仿真即是工作也是兴趣
4年前
ICEPACK可用于百叶窗翅片散热器的仿真吗?
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宇智波熊猫
二营长,你的意大利面呢
4年前
切合工程实际,点赞,谢谢老师
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孝和中國
签名征集中
5年前
ansys哪个版本啊
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咔啦龙
签名征集中
5年前
入门必看。
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