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钉状鳍片散热器的自由对流散热性能

作者:jso0FLWEallfit发布时间:2019-08-11 13:52

通过实验来研究钉状鳍片散热器的自由对流散热性能。其 9x9 方形钉状鳍片阵列已通过 FloTHERM XT 进行考察,并与测量结果进行比较。模型精确再现了实验条件。它包括两个矩形有机玻璃外壳,一个在另一个里面。里边的外壳内含一个安装在受热元件上的铝制钉状鳍片散热器。
 
 
对两种配置进行仿真。一种是将散热器的基板水平安装,鳍片朝上,另一种是将基板垂直安装。实体区域内的热传导与对流和辐射热传递一起仿真分析。
的是实验可视化图像(右侧图像)与生热率 Q = 1 W 的预测流动模式(中间图像)的比较,垂直平面穿过散热器的中心,使用基板垂直安装的模型。左侧图像所示的网格包括大约 145,000 个单元。这些图像表明仿真和实验高度一致。
 
下一组图像显示的是散热器水平安装时预测流动模式和实验的比较。图 3比较了实验可视化图像(下方图像)与生热率 Q = 0.5 W 的预测流动模式(中间图像),垂直平面穿过散热器的中心。上方图像所示的网格包括大约 142,000 个单元。
 
所考虑情况的预测和实测热阻的比较显示,数值仿真结果在实验数据的 5% 范围内,这说明计算和测量之间具有出色的相关性。注意,水平情况的实验结果略显不对称,这是因为难以在外边的有机玻璃外壳上保持均匀的边界条件。
 
Mentor FloTHERM XT 软件包中的电子散热 CFD 求解器以 CAD 为中心,利用基于八叉树的网格技术并结合独特的浸入边界法来仿真壁面摩擦和热传递。这种笛卡尔式方法完全不存在网格失真,当将 Navier-Stokes 方程离散化到网格上时,已证明该方法产生的误差最低。利用 FloTHERM XT 的八叉树细化, 可以实现比四面体网格法要快得多的网格密度改变,从而减少计算时间。
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