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使用Flotherm仿真中物理学原理5_其它物理学方面

flotherm

5 其它物理学方面  58
5.1 瞬态时间常数     58
5.2 水和空气两股流体   59
5.2.1 求解设置 59
5.2.2 管子的模拟  59
5.2.3 Cutous的模拟   59
5.3 粗糙度和壁面摩擦   61
5.3.1 层流(关于自然对流) 61
5.3.2 湍流流动 61

5 其它物理学方面
5.1 瞬态时间常数
假定某个静止的热源具有热功耗P 、体积V以及确定的密度和比热。其所得到的净热量与热功耗、对流换热散失热量和时间有关。

建议:在瞬态计算时,一定要在材料特性里定义密度和比热,不要采用默认的设置1。

5.2 水和空气两股流体
5.2.1 求解设置

自动时间步长和终止残差是依据主要流体的特性设置的,通常情况下是空气。冷板中存在的是流体水,而且承担着主要的质量和能量传递。默认设置的空气不会对其有所影响。

5.2.2 管子的模拟
注意:空气和水必须由块Cuboid进行分隔。
两种流体仿真的例子可以参考[Project/New]应用例子中的2Fluid Cold and HeatSink。水通过求解域边上的固定流装置进入到管道中,之后穿越管道离开求解域。求解域的边界与冷板的边界重合。
5.2.3 Cutouts的模拟
如果求解的边界离管子的边界比较远,求解域的边界可以通过Cutouts来模拟。Cutouts具有与求解域相同的边界特性,通过Cutouts可以流入水。在下图中求解域大于冷板模型。在管道上部,水通过放置在Cuboid上的一个固定流进入到管道中(注意固定流装置不能任意放置,只能放置在Cuboid上或求解域边界上)。在管道下部,水流入到放置在虚构Cuboid上的Cutouts。
5.3 粗糙度和壁面摩擦
5.3.1 层流(关于自然对流)
文献数据表明:管道和平板内的层流流动受粗糙度(不是特别大)的影响很小。这是因为流体内以粘性力为主导。
注意:如果湍流设置为层流,则Flotherm会忽略表面特性(Surface Attribute)中表面的粗糙度值。
5.3.2 湍流流动
管内粗糙度的影响是由粗糙度和水力直径的比、管内的雷诺数所确定。
下图是粗糙管道内压力损失曲线。
实例:散热器通道
1. 粗糙度
2. 翅片间的水力直径为
3. 空气流速
在某些时候可以采用上图对Flotherm的计算结果进行比较。

Flotherm资料下载: 使用Flotherm进行电子散热仿真过程中涉及的物理学原理.pdf

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