本教程演示利用Fluent计算翅片散热器中的热传导。

本教程演示如何执行以下任务：

• 解决了由不同固体材料组成的多个部件系统中的导热问题

• 定义两种不同接触材料之间的热阻

• 使用体积热源来表示电子元件产生的热量

• 使用对流热边界条件表示从散热器与环境之间的热传递

1 问题描述

本案例几何模型如下图所示。

计算条件如下图所示。

2 Fluent设置

• 以 3D、double-precision启动Fluent

• 读取计算网格 heatsink_conduction.msh.gz

计算网格如下图所示。

2.1 Models

本案例不求解流动，仅计算热传导，因此仅需开启能量方程。

2.2 Materials

• 从材料库中添加材料Copper

• 新建固体材料component，如下图所示设置材料参数

• 新建材料grease，采用下图所示材料参数

2.3 设置计算区域

• 设置区域solid_plate的介质材料为copper

• 设置区域solid_heater材料介质为grease，激活选项Source Terms

• 指定区域热源为2325000 w/m3

• 区域solid_heatsink采用默认设置

2.4 边界条件设置

• 如下图所示设置边界wall-fins

• 如下图设置边界wall-heater-plate

注：这代表了在加热器和铜板之间施加的0.1毫米热润滑脂的热阻

• 如下图所示，将边界wall-heater-plate参数拷贝到边界wall-plate-heatsink

2.5 Controls设置

• 如下图所示取消计算Flow方程

2.6 定义监测

• 如下图所示设置热量平衡监测

2.7 Monitor设置

• 进入Monitor面板，取消收敛监测

2.8 初始化并计算

• 初始化计算

• 如下图所示设置迭代参数

3 计算结果

• 总换热率监测如下图所示

• 散热器表面温度分布

• 查看总换热率

• 查看发热体的体积

发热体积为6.4516e-7 m3，热功率为2.325e6 w/m3，发热量为1.5w，与前面的统计结果相符。

链接：https://pan.baidu.com/s/1FT2C7pJ8TAStyW1LokpODw 
提取码：vymr

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本篇文章来源于微信公众号: CFD之道