在使用Fluent软件进行电子器件散热仿真分析的过程中,我们不可避免的要对实际的各种零部件进行简化和处理。不管是几何层面、网格层面还是求解器设定层面,不同的部件都有相应的处理方法。下面就针对散热仿真中的一些专用的设备(如风扇、格栅、挡板等)进行描述。
值得一提的是,如果条件允许,仍旧强烈推荐通用的电子散热问题使用 Icepak 软件进行仿真计算,因为其在各个方面的工作效率都远高于Fluent(比如常用散热设备的处理,Icepak 已经具备了基于对象的求解方法)。
一、散热翅片
散热翅片又称翅片式散热器,是气体或液体热交换器中使用最为广泛的一种换热设备,同时也是 Fluent仿真中电子散热问题最为常见的设备。
图1 散热翅片是最为常见的散热设备之一
对于散热翅片,通常不需要做额外的处理,也不建议做模型的简化。
如下图所示,由于翅片本身在法向上尺寸较小,其他两个方向尺度又大,所以部分工程师很容易联想到通过无厚度壁面的方式,对翅片进行简化,从而降低网格数量。但是散热翅片本身直接与发热体相连,温度梯度大,对整个流场的温度分布影响也较大,所以通常情况下,这是不允许的。
图2 散热翅片的两种处理方式
图3 散热翅片的两种处理方式(网格情况)