热仿真总不准？90%的工程师第一步就错了——计算域、网格这样设才靠谱

作者简介科技自媒体优质创作者个人主页莱歌数字-CSDN博客公众号莱歌数字B站同名个人微信yanshanYH211、985硕士从业16年从事结构设计、热设计、售前、产品设计、项目管理等工作涉足消费电子、新能源、医疗设备、制药信息化、核工业等领域。熟练运用Flotherm、FloEFD、XT、Icepak、Fluent等ANSYS、西门子系列CAE软件解决问题与验证方案设计十多年技术培训经验。专题课程Flotherm电阻膜自冷散热设计90分钟实操Flotherm通信电源风冷仿真教程实操基于FloTHERM电池热仿真瞬态分析基于Flotherm的逆变器风冷热设计零基础到精通实操站在高处重新理解散热。更多资讯请关注B站/公众号【莱歌数字】有视频教程~~在热设计仿真分析中计算域、网格的设定往往是初学者最容易忽视、却也最容易导致结果失真的环节之一。很多人习惯性地“画个大框框住模型”或者“网格自动划分3等级”认为只要不报错就行。但事实上计算域定义、网格直接决定了仿真的计算精度、收敛速度以及结果的可信度。本期给大家带来的是关于电子产品热仿真知识点计算域、网格设置研究内容希望对大家有帮助。自冷、风冷、液冷热设计与仿真技术的计算域区别智能元件散热器与风扇网格、系统网格设置原则计算域设置计算域是整个热仿真的计算区域内部所包含的模型包含数值模型、环境温度、压强等边界条件参与计算。可以直观反映仿真区域的大小。比如封闭的汽车前舱内部一个车载充电机模块的仿真比如一个数据中心整个内部空调对数据中心的气流以及温度条件的情况仿真等。比如笔记本电脑放在室内桌面上开机启动后运行的情况仿真。所以计算域的设置很关键。下面我们来看三种散热方式的计算域设置。自然对流散热因为自然对流散热热气流往上升实际项目过程中希望更好的体现烟囱效应的效果一般会在重力反方向上稍微扩大一倍的区域。如上图所示除了重力反方向的扩大其他五个方向都是模块的一半即可。这样既可以比较合理的反馈真实的效果同时减少系统总网格数缩短计算周期。强迫风冷散热强迫风冷散热的情况比自冷对流的情况稍微简单一些如果不需要看系统外部的情况则可以直接将计算域与机壳重合。如果希望看到系统外部的温度、流场等情况则计算域稍微放大一些平衡需求与网格总数等因素。液冷散热液冷散热仿真的计算域坚持一个原则即可那就是作为泵fixed flow的元件需与计算域边界重合切在流道进出口边缘。其他方向的计算域可根据实际情况进行设置。2.网格设置局域化网格设置遵循的原则即各自膨胀的网格不要和周围的物体网格有干涉如下图所示风扇顶部吹风与散热器向上的网格膨胀差别至于在哪些地方该进行网格膨胀与加密可看本公众号其他文章有说明。关于电子产品中风扇应用的基础知识影响风扇电子产品性能的外部因素分析散热器网格前面提到需要膨胀的地方对于自冷散热器来说气流往上走的情况下顶部与空气接触的部分区域热流变化较大此处的网格需要进行膨胀加密处理如下图所示此处散热器的局部加密网格除了不能和其他物体比如风扇的网格干涉外不能超过计算域的边界如下图所示如果使用软件自带的散热器元件进行建模系统默认的散热片内部、翅间距内的网格数如下图所示分别是3和2个网格的默认设置在后续验证网格独立性时我们需要对其数量进行增加以此来验证网格的疏密程度对仿真数据结果的准确性影响。风扇网格风扇的网格设置与散热器的类似在风扇截面一般都是正方形所以只需要设置一个方向的参数另外一个可以相同即可。对于风扇厚度方向的网格数量一般就取15即可当然在验证网格独立性时可以对其进行增加。然后在风扇的进出风口进行网格膨胀以及加密设置一般是100%这个膨胀的大小取决于预留的空间尺寸。对于计算域、网格设置的基本方法可延用至FloEFD等其它软件工具。