FLOTHERM10.1基于FLOW SIMULATION自然对流热分析教程(30WLED)
EFD 自然对流热分析教程精品PPT课件
.
42 在results－>surface plots 中右键创建一表面温度图，选 中所有的部件，按左图设置，view setting中选温度，即
31
可得到右图的物体表面温度分布
.
43 左键依次点击如下红色线框图标，可以改变表面温
32
度的最小显示值。同样方法改变最大值，可以得
到新的部件表面温度显示（见下一页）
击run
.
28
• 计算进行中………………
• 计算收敛后，进行如下的后处 理
.
40 在过热源的中心创建一参考平面ADTM2，右键单击 Cut Plot,然后按图中红色标准设置，即可得到右图所
29
示的温度分布图。
.
• 41 勾选vectors，去掉contours，点击
30
Apply 即可得到图示的气体的流动矢量图
.
33
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
.
25 把尺寸改为图中数值
14 26 确定
.
27 先按左图选中第三个part，再按
15
下图插入一个solid material
.
16
28 把aluminum材料赋 给铝基板
基于solidworks flow simulation的led流体分析
基于solidworks flow simulation的led参数化研究（佛山众泰信息技术有限公司）摘要：本文针对led灯的散热设计而进行cfd，在solidworks的环境下对led灯进行三维特征建模，装配，采用无缝集成的流体分析软件flow simulation，对整个led模型进行有限体积分的网格划分，温度分布分析和探测，以及参数化的研究。
让工程师提前预知产品的缺陷，直观清楚地看到散热效果，优化散热结构。
从而缩短产品上市时间，降低成本，组建企业led的仿真实验室。
关键词：led flow simulation 流体散热佛山众泰solidworks随着电子产品的功能不断提升，体积不断缩小，经常工作在高温封闭的恶劣环境中，电子产品的散热问题日益突出。
跟据相关资料，由于散热问题导致的电子产品失效占到了55%。
电子元件的故障发生率是随工作温度的提高而呈指数关系增长的，研究资料表明：单个半导体元件的温度每升高10℃，寿命减少一半。
软件介绍solidworks flow simulation为无缝嵌入solidworks中的流体仿真软件，是新一代流体动力学分析革命性工具。
软件采用全新技术，专为从事与流体，换热相关产品开发的设计工程师提供了神兵利器。
技术知识：热量传递的三种基本方式：导热、对流和热辐射。
传热学基本原理——对流，对流分为自然对流和强迫对流两大类。
自然对流是由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的。
强迫对流是由于泵、风机或其他压差作用所造成的。
本例属于自然对流。
设置向导设计参数运行结果：通过剖面视图查看到每个点的温度，探测到仪器很难侧到的位置通过表面图可以查看到温度分布情况通过流体轨迹可以查看到模型的热量是如何散出去目标图：每个部位温度变化情况LED1 LED2PCB 温度散热翅片通过软件计算数据得出led芯片LED1 跟LED2的最大温度为91.09℃跟91.06℃，PCB板的最大温度为54.50℃，散热翅片的最大温度值为67.67℃。
EFD教程-自然对流热分析
系统将重点监视这个值的结果残差
37 Flow Analysis－>insert－>surface goals，选热源表 面，勾选固体平均温度
38 同样方法，选中散热器部件，插入一体积目标，勾选 固体温度
39 所有设置如图。 接着就进行计算，点 击run
可以只让系统自动划 分网划 定流体充满的地方， 区域边界处，属于流 体远场，而不是“壁 面”
25 把尺寸改为图中数值 26 确定
在第二个卡片里有启 用二维流场的选项。
要定义某个界面是对 称面，或者周期性面 时，选择下拉菜单内 的项
对称面计算区域例子
对称面简化及参数设 定，流量，热量等参 数要减半
最好先把模型按对称面切剩下一半或1/4，是为 了定义热参数面的方便性。比如辐射关联面。
• • •
右键点选rusults 中的goals，可以创建所设置的goals温度 数据的excel表 同样可以方法，可以显示面、体上的温度参数 后处理还可以得到其他的计算结果的显示……..
计算到一半时可以终 止，检查部分结果是 否合理，之后可以提 取部分结果后继续运 算，直到结束。
点击计算后弹出一个计算 监控窗口，显示系统的每 一步进程，还有报警等等 信息可以参考
点击此处将显示计算的迭 代步，和每一步的结果。
结果渐渐收敛 于某个值，说 明计算很快就 会完成。 迭代到第几步
40 在过热源的中心创建一参考平面ADTM2，右键单击 Cut Plot,然后按图中红色标准设置，即可得到右图所 示的温度分布图。
EFD基础操作 -某自然对流为例
研发团队培训 Gorge Wang 天楹光电 8月, 2011
1 启动EFD.PRO,打开led_module.asm文件
最全的热设计基础知识及flotherm热仿真
13
精选2021版课件
热传导
热阻Rja：芯片的热源结（junction）到周围冷却空气（ambient）的总热 阻，乘以其发热量即获得器件温升。
热阻Rjc：芯片的热源结到封装外壳间的热阻，乘以发热量即获得结与壳的温差 。
热阻Rjb：芯片的结与PCB板间的热阻，乘以通过单板导热的散热量即获得结 与单板间的温差。
特点：
1）为最常见的界面导热材料，常采用印刷或点涂方式进行施加。 2)用于散热器和器件之间，散热器采用机械固持，最主要的优点为维修方便, 价格便宜。 3）因可以很好的润湿散热器和器件表面，减小接触热阻，所以其导热热阻很 小， 适合大功率器件的散热。 4）使用时需要印刷或点涂，操作费时，工艺控制要求较高，难度大。
18
精选2021版课件
导热介质-导热脂
19
精选2021版课件
导热介质-导热脂
20
精选2021版课件
导热介质-导热脂
我公司现有导热硅脂
供应商
型号
我司编码
导热系数(W/mk)
工作温度（摄氏度）
北京美宝 T-50
1040100171 0.785
-60~200
其他一些常用导热硅脂
21
精选2021版课件
36
精选2021版课件
热辐射
37
精选2021版课件
电子设备冷却方法的选择
温升为 40℃时 ，各种 冷却方 法的热 流密度 和体积 功率密 度值
38
精选2021版课件
电子设备冷却方法的选择
冷却方法可根据热流密度和温升要求，按照下图关系进行选择。这种方 法适用于温升要求不同的各类设备
由此图可知，当元件表面与 环境之间的允许温差ΔT为60 ℃时，空气的自然对流（包 括辐射）仅对热流密度低于 0.05W/cm2 时有效 。强迫风 冷可使表面对流换热系数大 约提高一个数量级，如在允 许温差为100 ℃时，风冷最 大可能提供1W/cm2 的传热 能力。
Flotherm10.1水冷热设计
工况设定： 环境温度，海拔，风扇特性
Байду номын сангаас
2.3 网格划分
系统网格划分
风扇网格划分
2.4 求解问题设定
目标温度侦测点
收敛标准
自检后运行
2.5 后处理
温度场 平面 离子源 单点注释 动画创建
数据输出
THANKS
FLOTHERM10.1水冷热设计 培训
2015-12
热分析材料准备 热分析基本流程
1. 热设计仿真材料准备
1.结构三维模型（STP/IGES 等格式） 2.元器件热损耗与封装
3.元器件layout 4.工况（海拔、环境温度、 进水口流量、温度等）
尺寸：258*288*100mm 材料：ADC12 导热系数K：96.2w/(m*k) 密度：2.7g/cm³ 1.结构三维模型（STP/IGES 等格式）
IGBT损耗500W
2.元器件热损耗与封装等信 息
59mm 62mm 26mm
70mm
3.元器件layout（元器件在 整个结构中的布局、代号）
海拔：海平面 环境温度：30℃ 进水口/出水口尺寸： D14.5mm 进水口温度：45℃ 进水口压强：0.5MPa
4.工况（海拔、环境温度、 流速、进口水温等）
2.FLOTHERM热设计仿真流程
几何模型建立(CAD 模型导入与简化、 布尔运算)
物理参数设置 与工况设定
网格划分
求解 后处理
求解问题设定
2.1模型导入------结构件拆分
1.全部导入FLOMCAD后简化
2.大型文件拆解后FLOMCAD后简化
FLOMCAD简化一个后阵列
2.2 物理参数与工况设定
FLOTHERM10.1基于FLOW SIMULATION自然对流热分析教程(30WLED)
Goals－>insert surface Goals，选热源表面，勾选固体 平均温度
点击run
流程
• 仿真材料准备 • 前处理 • 后处理
温度曲线
•
勾选vectors，去掉contours，点击Apply 即可得到图示的气体的流动矢量图
在results－>surface plots 中右键创建一表面温度图，选中 所有的部件，按左图设置，view setting中选温度，即可 得到右图的物体表面温度分布
打开检查几何文件对话框
按Check检查 几何文件
显示出现的错误 位置，进行修复
前处理 • • • • • • • 模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加 视频教程加Q 76615399
赋予材质
赋予材质AL6061
同样方法把铜赋予光源
右击Radiative Surface,选择Insert Radiative Surface,单 击Create/Edit 可以在user defined右侧的空白处右键选择new item，新 建模型表面发射率（根据实际情况）
计算热辐射
计算自然对流,此处重力方向 改为图示的Y方向
点开gases，双击air即可把 air添加至此
13 点击next
点击next
选择Aluminum 6061为默认固 体材料
点击next
改为30
改为30
点击next
改为4
点击next
前处理
• • • • • • •
模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加 视频教程加Q 76615399
• • •
右键点选rusults 中的goals，可以创建所设置的goals温度 数据的excel表 同样可以方法，可以显示面、体上的温度参数 后处理还可以得到其他的计算结果的显示……..
sw flow simulation使用简介及流体力学热力学基础
热现象：传导 对流 辐射
SW flow simulation 设计更好的产品
CFD结果导入CAE
非牛顿流体
电子设备热分析 风扇曲线 旋转区域：全体or局部
优化设计-参数分析
SW flow simulation，一款易用但功能强大的CFD仿真软件，包括但不限于上述应用……
2014/12/13 6
SW flow simulation 使用简介
2014/12/13
15Biblioteka SW flow simulation 使用简介
网格划分： sw根据通过使用整个模型的所有尺寸、计算域 及指定了边界条件和目标的面组来计算默认的 minimum gap size 和minimum wall thickness。 如右图这个算例，0.1524m就是出口的宽度。（选 中手动设置，下方会出现数值，可以认为这个数字 是系统的默认值，显然需要修改这个数值，系统不 足以识别小间隙和薄壁） 当添加了另一个边界条件后，可以看出默认的最 小gap size已经变成小圆孔的直径了。总数接近 60w个网格。计算机难以计算。
2014/12/13
19
SW flow simulation 使用简介
网格划分： 在没有实体存在的区域细分网格或者设置目标，需要创建一个包围此区域的零件，以表 明关注的区域。然后再使用“零部件控制”命令将此零件禁用。 使用“局部初始网格”命令时，要在设计树中选中这个零件名称，如果在主窗口中点选 这个零件实体，软件会认为是使用这个零件的外表面来作为细化区域。 “优化薄壁面求解”可以在算法上解析薄壁特征，而不 需要对薄壁周围进行任何形式的网格细化。薄壁的两个面 可能都位于同一个单元内，如果两侧流速不同，或者考虑固 体壁导热，这样粗的网格是不可以接受的。使用了这个选项 则可以正确处理，没必要生成更多网格来解析细小特征。 总结： 1、自动网格适用于绝大多数模型，但是当模型含有多个区域需要不同的网格设置时， 自动划分会数量偏多，当计算变得很慢时，请改为手动设置。 2、一套有质量的网格划分不仅需要对模型几何体正确剖析，也需要对流动特性精确剖 析。 3、有时一套适用的网格是很难得到的，常用方法就是试错法。 4、仿真的结果精度很大程度取决于网格质量，多花点时间放在手动设置网格上，会计 算的又快又准。
FloTHERM软件基础与应用实例
计算结果的处理是FloTHERM软件中不可或缺的一环。本书通过讲解结果的后 处理和分析方法，帮助读者理解如何从结果中提取有用的信息。
这部分内容强调了优化设计和仿真模型校核的重要性。通过介绍优化算法和校 核方法，本书帮助读者了解如何改进模型和提高仿真的准确性。
此章节通过一个具体的BGA封装芯片案例，展示了FloTHERM软件在电子封装热 管理中的应用。
这句话概括了FloTHERM软件的主要特点和应用领域，表明了它在工程仿真中 的重要地位。
“在FloTHERM中，用户可以通过简单的图形界面创建复杂的模型，无需编写 复杂的代码。”
这句话说明了FloTHERM软件操作简便，易于学习上手，即使是初学者也可以 快速建立模型并进行仿真分析。
“FloTHERM具有强大的前后处理功能，可以方便地导入CAD模型，进行网格划 分、边界条件设置和求解器选择等操作。”
服务器作为企业级数据中心的核心设备，其热设计具有很高的重要性。此章节 通过一个服务器的案例，介绍了FloTHERM软件在服务器热管理中的应用。
《FloTHERM软件基础与应用实例》这本书的目录分析表明，这本书不仅全面 介绍了FloTHERM软件的基础知识，还通过具体的应用实例展示了该软件在不 同领域的应用。这本书对于想要了解和使用FloTHERM软件的读者来说是一本 非常有价值的参考书籍。
这句话表明了FloTHERM软件在结果分析方面的优势，用户可以轻松地查看和 分析各种仿真结果。
《FloTHERM软件基础与应用实例》是一本非常实用的书籍，通过本书的学习， 读者可以深入了解FloTHERM软件的使用和应用方法，从而更好地解决各种流 体动力学问题。
阅读感受
在我阅读《FloTHERM软件基础与应用实例》这本书的过程中，我深深地被它 的深度和广度所吸引。这本书不仅提供了对FloTHERM软件的深入理解，同时 也通过丰富的应用实例，展示了该软件在不同领域中的实际应用。
FLOTHERM10.1软件使用高级详细培训教程
列表中的图标显示局域化提 示
局域化网格
4. 检查Drawing Board…
选中物体
增加网格约束
局域化
局域化网格
• 如何对组设置局域化网格?
局域化网格
• 方法二.采用Region 将多个物体”包”起来.
– 包含三个物体 的组
– 绘制region – 添加网格约束 – 局域化
网格划分
• 网格长宽比问题:
– 最小单元尺寸(系统网格) – 建立合理精度的模型(例如,根据实际问题的大小
确定尺寸单位精度) – 避免产生小尺寸网格导致较大差异的网格过渡
扩大求解域的影响
• 当我们扩大求解域时,必然增加整个系统网格数 .
• 这主要是因为物体几何网格线延伸到整个求解
域边界, 同时会增加求解计算时间.
流线类型 显示控制开关
设置动态粒子流方法
方法一: 1.在模型选中放置粒子源的物体面(例如风扇,通风口处等) 2.激活粒子流图标,并创建”source”源,并设置显示参数. 方法二: 1.激活粒子流图标,并创建”source”源(默认位置),并设置显 示参数. 2.通过手动调整粒子源位置,确定显示方式.
Project PDML
包括整个项目模型及 其网格、求解设定
可以导入＼导出的项目(Project)文件
可以导入＼导出的部件(Assembly)文件
项目文件的Load
删除FLOTHERM 项目
如系统意外导致 FLOTHERM关闭 ,在重新读入时必 须Unlock该文件
将其它项目文件从其 它文件夹拷入或者在 Windows界面下删除, 必须使用Catalog进行 整理
使用Region定义网格约束
flotherm空气对流换热系数的设定
flotherm空气对流换热系数的设定我做过热测试，用FLUK实时监控测试点的温度，基本上很少有冲很高的。
仿真计算的是稳态，前面的冲高可以忽略不计。
如果是瞬态就要全程监控温度。
我只知道静止空气对流换热系数一般为6W(m^2*K);Flotherm中一般都是这么设定的；对流换热系数大致范围：对流换热现象换热系数W/m2.K空气自然对流3~10气体强迫对流20~100水自然对流200~1000水强迫对流1000~15000牛顿方程：q=aS(tf-tw) q为对流换热的热流，a为换热系数，S 为固体壁面换热面积，tf 为流体温度，tw为固体壁面温度。
对流换热系数a与流体的物理性质、流动状态和速度、固体壁面物理性质、形状位置都有关，比如同样的流体在紊流和层流时换热系数就不一样，所以不同情况下对流换热系数a是不一样的，书上的一些换热系数是通过实验方法得到的一些大致范围，供大家参考，自己随意输入一个换热系数是不科学的，flotherm里面应该内置计算公式来根据具体情况去自动求解流体与壁面间的换热。
当然要设置！我询问了美国同事，mild steel的enclosure，top surface设8，bottom surface设4，side surface 设6我知道你说的公式，可是公式里的那几个参数你能否准确知道？比如雷诺数、普朗特数、特征尺寸？如果没有准确数值，自己算出来的换热系数就不一定对了。
另外，不同的情况下，雷诺数、普朗特数、特征尺寸都是不一样的，当然换热系数也不一样了，我不知道“空气对流换热系数一般为6W(m^2*K)“这个结论依据的是不是实验得出的数据。
不过，你可以问问那些做案例的高手，请他们帮忙解释一下。
谢谢你给出的经验数值我觉得需要设置的情况是求解区域和设备壳体外表面重合时，也就是求解区域刚好包住设备壳体时，才需要设置壳体外表面与周围环境的换热系数，当求解区域远大于设备壳体外形时，不需要设置（当然设置也没事，因为不起作用），我平时就将求解区域设置较大，这样的缺点是求解网格较多，求解时间长，好处是能对周围空气状况有了解。
Solidworks flow simulation 实例分析
Unit system（单位制） SI（m-kg-s） Analysis type （分析类型） External（外流）由于不存在内部 空间，故不用勾选exclude cavities without flow condition（排除没有 流动条件的空穴） 勾选time-dependent（时间相关） 复选框 在total analysis time框中输入80s 在output time step框中输入4s
7、求解自适应网格细化
当结果精细度设置为6或者更高时，求解自适 应网格细化会默认开启，配合计算网格达到 最优求解结果。 当结果精细度低于6时需要手动开启。
8、二维流动
定义流动对称条件和域的大小
在SolidWorks flow simulation tree中，右击input data下的 computational domain，选择edit definition 在type类型下的XY plane中选择2D simulation 在计算域的size and condition中输入对应尺寸 单击OK
Initial condition（初始条件）
Result &geometry resolution（结 果及几何精细度）
5、瞬态分析
Flow simulation 的求解器假设所有的分析都是 瞬态的。
6、湍流强度
湍流分为：脉动流和有序流。 • 湍流强度是脉动速度与平均（自由流）速度 的比值再乘以100。也等于0.16与按水力直径 计算得到的雷诺数的负八分之一次方的乘积 • 计算公式：I=0.16*(re)^(-1/8) • 一般来说，小于1%为低湍流强度，高于10% 为高湍流强度
Flotherm10.1风冷热设计教程
1.结构三维模型（STP/IGES等格 式）视频教程加Q76615399
2.元器件热损耗与封装等信 息（类似于购买的资料excel list）
3.元器件layout（元器件在 整个结构中的布局、代号）
海拔：海平面 环境温度：55℃ 风扇转速：4400RPM
4.工况（海拔、环境温度、 风扇转速等）
2.2 物理参数与工况设定
物理参数设定： 损耗、封装 工况设定： 环境温度，海拔，风扇特性 视频教程加Q76615399
2.3 网格划分
系统网格划分
风扇网格划分
2.4 求ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ问题设定
目标温度侦测点
收敛标准
自检后运行
2.5 后处理
温度场
平面
离子源
单点注释 动画创建 数据输出 视频教程加Q76615399
THANKS
2.FLOTHERM热设计仿真流程
几何模型建立(CAD 模型导入与简化、 布尔运算)
物理参数设置 与工况设定
网格划分
后处理 视频教程加Q76615399
求解
求解问题设定
2.1模型导入------结构件拆分
Smart part 创建 视频教程加Q76615399
FloEDA创建或FloMCAD导入简化
热分析材料准备 热分析基本流程
1.FLOTHERM热设计仿真材料准备
1.结构三维模型（STP/IGES 等格式） 2.元器件热损耗与封装（类 似于购买的资料excel list） 3.元器件layout（元器件在 整个结构中的布局、代号） 4.工况（海拔、环境温度、 风扇转速等）
尺寸： 258*288*100mm 厚度1mm 材料：SECC
FLOTHERM101基于FLOW SIMULATION自然对流热分析教程(30WLED)PPT课件
可以在user defined右侧的空白处右键选择new item，新建 模型表面发射率（根据实际情况）
•19
1 2
选取光源，添加一个30W热 源
•20
设置热阻情况，前面计算得出面积热阻 为0.0000667K*㎡/W
•21
前处理
• 模型处理 • 导航设置 • 计算域设置 • 物理参数设定 • 网格划分 • 侦测目标添加
•14
前处理
• 模型处理 • 导航设置 • 计算域设置 • 物理参数设定 • 网格划分 • 侦测目标添加 • 视频教程加Q 76615399
•15Biblioteka 赋予材质•16赋予材质AL6061
•17
同样方法把铜赋予光源
•18
右击Radiative Surface,选择Insert Radiative Surface,单 击Create/Edit
•31
• 右键点选rusults 中的goals，可以创建所设置的goals温度 数据的excel表
• 同样可以方法，可以显示面、体上的温度参数 • 后处理还可以得到其他的计算结果的显示……..
•32
•33
点、面参数
•34
点、面参数
•35
体参数
•36
点、面参数
•37
粒子效果图
•38
提问与解答环节
Questions and answers
•39
添加
添加
添加 标题
标题
标题
添加
标题
此处结束语
点击此处添加段落文本 . 您的内容打在这里，或通过 复制您的文本后在此框中选择粘贴并选择只保留文字
•40
谢谢聆听
THANK YOU FOR LISTENING 演讲者：XX 时间：202X.XX.XX
solidworks：hands on,使用Flow Simulation开始您的流体分析
打开SolidWorks模型
单击【文件】，【打开】 在打开对话框，浏览到装配体文件Catalyst.SLDASM 多孔催化剂 出口
入口
项目向导（Wizard）
Click to edit Master text styles
Second level 点击Flow Simulation，Project（项目），Wizard（向导）
Second level Initial conditions（初始条件） – Pressure - 1 atm（1个大气 Third 压强） level Fourth level Temperature（温度） - 293.2 K. Fifth level 单击Next
项目向导
Click to edit Master text styles
汽车排气管
Click to edit Master text styles
Second level 在这个例子中我们将考察汽车尾气排放管一个截面的流动状态，在这 Third level 个截面上排出的尾气受到两块催化剂的阻碍，这两块催化剂属于多孔 Fourth level 介质，它的作用是将尾气中有害的一氧化碳气体转化为二氧化碳气体
入口
出口
阀流量计算
Click to edit Master text styles
点击Flow Simulation-Project-Wizard,通过这个向导，我们可以完 Second level 成整个流体仿真工作的近80%的设置 Third level
Fourth level Fifth level
Fifth level
阀流量计算
Click to edit Master text styles
FLOTHERM热设计软件指南
Mentor Graphics Mechanical Analysis Division (原 FLOMERICS 公司) 于 1989 年开发全球第一个开发专门针对电子散热领域 的 CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体力学)仿真软件-FloTHERM 软件。公司的研发人员是全球第一批研究 CFD 理论的科研人员，也是最早一批将传统的 CFD 分析手段加以改变，使之达到真正意义上的工程化的先驱者。
每年 FloTHERM 用户均有机会参加坤道公司举办的各类研讨会和讲座并相互交流，非常利于设计人员水平的提高。由于有全球 主流厂商的支持，用户也可以很容易地从各供应商或 Mentor Graphics 公司用户支持区 SupportNet 获取从 IC、散热片到风扇、 电源等部件的模型用于产品整体分析，这些优势是其他同类软件产品无法相比的。
薄板模型
热阻-热容网络模型 4) 高级 Zoom-in 功能: 高级 Zoom-in 功能可将上级模型计算结果作为下级模型计算的边界条件，使得模型计算结果层层传递，从系统级到子系统级， 简化计算过程，减轻工作量，从而大大缩减模型分析时间。
专业稳定的求解器与网格技术
z 求解器：采用专门针对电子散热的有限体积法求解器，与传统的 CFD 求解器不同，FloTHERM 求解器不但应用了数值方 法的解算，同时结合了大量专门针对电子散热而开发的实验数据和经验公式。这些实验数据和经验公式多数为 Mentor Graphics Mechanical Analysis Division 独家拥有，是 Mentor Graphics Mechanical Analysis Division 专注于电子设备热设计行业二十年 中最为宝贵的财富之一；
fluent关于自然对流的求解
fluent关于自然对流的求解
自然对流是指流体在受到重力作用时产生的流动现象。
在工程
和科学领域中，对自然对流的求解是一个重要的问题，涉及到热传递、空气流动、液体流动等方面。
在流体力学中，有多种方法可以
用来求解自然对流问题。
首先，对于自然对流的求解，可以采用数值模拟的方法。
数值
模拟是通过计算机模拟流体的运动和传热过程，常用的方法包括有
限元法、有限体积法和有限差分法。
这些方法可以通过数值求解流
体运动和传热的基本方程，如Navier-Stokes方程和能量方程，来
得到自然对流现象的数值解。
这种方法可以提供详细的流场和温度
场信息，对于复杂的自然对流问题具有较高的适用性。
其次，对于简化的自然对流问题，可以采用解析方法进行求解。
解析方法是通过数学分析和推导得到问题的精确解。
对于简单的几
何形状和边界条件，可以通过解析方法得到自然对流问题的解析解，这些解析解可以为工程实际问题提供重要的参考和指导。
此外，还可以采用实验方法来研究自然对流现象。
通过实验可
以直接观测和测量自然对流过程中的流体运动和传热情况，得到实
际的数据和现象。
实验方法可以验证数值模拟和解析方法的结果，对于理解自然对流现象的机理和特性具有重要意义。
总之，对于自然对流的求解，可以采用数值模拟、解析方法和实验方法相结合的方式，从多个角度全面地研究和分析自然对流现象，为工程实际问题提供科学的解决方案。
自然对流热分析教程定义
.
47 点击ASM_RIGHT，按Flow Analysis - > Results
35
-> Insert -> Cut Plot。
.
48 按图中红色原则设置，即可得到右图所示旳温度分布图。
36
.
49 按图中红色原则设置，即可得到右下图所示旳温度分布图。 37
50 将鼠标移至Results上，右 键点击选择Probe,
然后将鼠标移到下图深红色位 置，左键点击，将出现该 位置旳温度值。
.
50 将鼠标移至Results上，右键点击选 择Display Probe,
之前出现旳温度值图标将会取消显示。
38
52 将鼠标移至Cut Plot 1上， 右键点击选择Hide.
.
53 选中S01_BOLI，然后如下图所示创建玻璃表面温度图，
36 选用S01_BOLI，插入一种体热源
.
23
37 在settings中输入21*0.05
.
24
38 Flow Analysis－>insert－ >surface goals，选图中所示 表面，勾选固体最小和最大温 度，名字修改为lamp.
.
39 选中S01_BOLI.prt，再按Flow Analysis－>insert－>surface goals，一样勾选固
.
46 经过计算一段时间后，曲线基本持平，于是点击Calculation->Stop。在是否保存对话 框中点击Yes。保存完毕之后File->Close。
33
.
34
HID LAMP散热分析实例- Step By Step
Mechanical Analysis Division Mentor Graphics
自然对流关键设置
fluent自然对流模拟关键点关于fluent做自然对流的数值模拟，与强制对流的模拟有很大的不同，关键点是自然对流的驱动力是由于温差引起的密度差，进而在重力的作用下，引起流体产生运动。
这跟强制对流需要由外界提供动力是完全不同的，所以其设置也是不同的，现把我的一些经验和大家分享。
1，湍流模型的选择对于自然对流，湍流模型的选择也是不同的，其主要是要强调壁温的影响和浮升力的影响。
具体设置如下:选择了k-e模型，然后是选择了enhanced wall treatment和full buoyancy effects选项，也就是强调壁温作用和浮升力的作用。
2，能量方程和重力项都要打开。
3，材料的设置（1）密度采用Boussinesq假设，然后需要设置流体的密度为一个定值，还要设置流体的热膨胀系数。
关于流体的热膨胀系数需要查资料了。
如下（2）选用不可压缩理想流体假设就是流体按不可压缩理想流体对待，其含义是，流体的密度是变化的，其变化是由温度变化引起的，而不是由压力变化引起的，如下所示，流体密度项选择incompressible ideal gas选项。
（3）对上述两种选择的解释首先，Boussinesq假设比incompressible ideal gas假设，更易收敛。
一般情况下选择这个假设即可。
其次，对于Boussinesq假设有其适用范围，因为其假设流体密度是个定值，所以其主要用于流体密度变化小于20%的情况，也就是两壁面温差较小的情况，那么温差值有没有一个经验数据呢？有的，一般如果壁温与流体温度相差在200K以上，Boussinesq假设就不适用了。
第三，incompressible ideal gas假设，其把流体密度看做随温度的变化而变化，所以其适用范围较广，对于Boussinesq假设不能适用的，就用这个假设。
4，solution method设置对于求解方法的设置，主要是对压力离散方法的选择，要选择PRESTO!或body force weighted 选项。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 仿真材料准备 • 前处理 • 后处理
仿真分析材料准备
视频教程加Q 76615399 环境温度：30℃ 材料AL6061 热源30W 材料以copper代替 界面硅脂导热系数λ=1.5w/m*k
界面面积热阻（接触热阻）近似计算如下：
前处理
• • • • • •
模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加
Goals－>insert surface Goals，选热源表面，勾选固体 平均温度
点击run
流程
• 仿真材料准备 • 前处理 • 后处理
温度曲线
•
勾选vectors，去掉contours，点击Apply 即可得到图示的气体的流动矢量图
在results－>surface plots 中右键创建一表面温度图，选中 所有的部件，按左图设置，view setting中选温度，即可 得到右图的物体表面温度分布
• • •
右键点选rusults 中的goals，可以创建所设置的goals温度 数据的excel表 同样可以方法，可以显示面、体上的温度参数 后处理还可以得到其他的计算结果的显示……..
点、面参数
点、面参数
体参数
点、面参数
粒子效果图
动画
动画
动画
动画
粒子效果动画
打开检查几何文件对话框
按Check检查 几何文件
显示出现的错误 位置，进行修复
前处理 • • • • • • • 模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加 视频教程加Q 76615399
赋予材质
赋予材质AL6061
同样方法把铜赋予光源
右击Radiative Surface,选择Insert Radiative Surface,单 击Create/Edit 可以在user defined右侧的空白处右键选择new item，新 建模型表面发射率（根据实际情况）
1
2
选取光源，添加一个30W热 源
设置热阻情况，前面计算得出面积热阻 为0.0000667K*㎡/W
前处理
• • • • • •
模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加
1
2
先选中散热器，然后插入一局部• • 模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加 视频教程加Q 76615399
计算热辐射
计算自然对流,此处重力方向 改为图示的Y方向
点开gases，双击air即可把 air添加至此
13 点击next
点击next
选择Aluminum 6061为默认固 体材料
点击next
改为30
改为30
点击next
改为4
点击next
前处理
• • • • • • •
模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加 视频教程加Q 76615399
1 启动solidworks flow simulation,打开模 型文件
前处理
• • • • • • •
模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加 视频教程加Q 76615399
导航/创建新的仿真文件
更改开尔文单位位 摄氏单位（个 人习惯）
点选External
计算热传导