本案例演示利用ANSYS Icepak模拟冷板散热。

注：案例内容来自Icepak Turorials文档。

演示内容包括：

• 在单一模型中使用多种介质
  
• 同时考虑外部自然对流及内部强制对流
• 创建分离的网格集合以减小网格规模
• 指定per-object网格参数

1 问题描述

计算模型如下图所示。计算区域中包含一块发热板，以及为该发热板冷却用的冷板。采用冷却水进行冷却。

2 创建模型

• 创建新的工程，命名为cold-plate

2.1 修改Cabinet

• 鼠标双击模型树节点Cabinet，在弹出对话框中指定计算区域尺寸，如下图所示

2.2 创建几何对象

1、block.1

• 创建Block几何block.1，双击模型树节点block.1，弹出对话框中在Geometry标签页指定该对象尺寸，如下图所示

• 切换至Properties标签页，指定固体材料为Al-Extruded

2、block.2

• 如下图所示指定block.2的几何尺寸

• 设置其类型为Fluid，指定其介质为water(@280K)

3、block.3

• 创建block，如下图所示指定其几何形状为Cylinder，并指定其尺寸参数

• 设置其材料为Al-Extruded

4、block.4

• 如下图所示创建block.4，指定其几何尺寸

• 指定其材料为Al-Extruded

5、block.5

• 创建几何block.5，如下图所示指定其尺寸

• 如下图所示指定其介质材料为Water(@280K)

6、block.6

• 如下图所示创建几何对象block.6，设置其几何尺寸

• 指定其类型为Fluid，设置其介质材料为**Water(@280K)

7、plate.1

• 创建plate，如下图所示指定其几何参数化

• 设置其属性，如下图所示，指定厚度为0.01 m，热功率为200 W

8、opening.1

• 创建opening，如下图所示指定其位置及半径，默认其他参数

注：默认参数的Opening，为出口边界。

9、opening.2

• 创建opening，如下图所示指定其位置及半径

• 切换至Properties标签页，指定Y Velocity为0.2 m/s

10、opening.3

• 创建opening，如下图所示指定其位置及半径，默认其他参数

11、opening.4

• 创建opening，如下图所示指定其位置及半径，默认其他参数

注：这里其实也可以直接编辑Cabinet的边界。

2.3 创建网格

• 如下图所示选择部件，点击鼠标右键，选择弹出菜单项Create → Assembly

• 鼠标双击模型树节点assembly.1，弹出设置对话框，如下图所示激活选项Mesh separately，并指定参数

• 点击工具栏按钮Mesh，弹出Mesh control对话框，如下图所示设置参数

• 切换至标签页Local，如下图所示激活选项Object params，点击按钮Edit params弹出设置对话框

• 如下图所示设置block.2的网格参数

2.4 计算参数

• 双击模型树节点Basic parameters，弹出下图所示对话框，按图设置参数

• 双击模型树节点Advanced settings，弹出设置对话框，如下图所示设置参数

• 鼠标双击模型树节点Basic settings弹出设置对话框，如下图所示设置迭代次数为500

• 点击菜单Solve → Run solution开始计算

3 计算结果

• Z面上温度分布

• X面上温度分布

• Y面上温度分布

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道