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icepak问题请教?某985高校学子发来一个求助文档

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导读:8月初,某985高校用户给我留言,咨询仿真是否可以提供icepak答疑或培训。因为他在学习icepak软件过程中遇到了一些困难,希望我能够给他推荐一个讲师或者线上课程,以帮助他高效自学软件和应用。令我惊讶的是——他已提前整理好了问题,并发文档发给了我。来自仿真秀平台西贝老师(欢迎在仿真秀搜索)回答了他的问题。希望对学习者有所帮助,如有不当,欢迎批评指正。

西贝老师,仿真秀专栏作者,动力工程及工程热物理专业,曾任职上汽集团、自动驾驶企业等,负责热设计及其他CAE设计工作,主攻散热方向。擅长汽车电子散热领域,项目经验丰富,如电机控制器、ECU、域控制器等散热项目,精通Icepak软件应用以下是西贝老师的答疑解惑

一、风机使用

985高校学生:Icepak 包含离心风机和轴流风机两种风机模型,且轴流风机包含intake、exhaust·和internal三种类型,且intake和exhaust两种风机只能放在Cabinet或Block的边界上, internal是放在内部的,而关于离心风机却没有这样的划分。
问题一请问,轴流风机放在内部时,是放在什么面(face)上或什么体(block)内达到固定和隔绝两侧空气的目的,这个体或者面用来隔绝风机前后气流,只能让气流通过风机,如图1所示。

图1 离心风机安放位置示意图

西贝老师:内部的话选择属性为internal就行,放在体或者面都行,接触的位置和空间会被2D风扇贯穿,自己可以尝试。

985高校学生追问也就是说放在Plate上面,且plate属性为adiabatic thin,也会被贯穿,那三维的风机放在体或面上会被贯穿吗?

西贝老师:请查看icepak帮助文档,里面会有openning 模型的介绍,一般会被贯穿,实在不行请尝试一下  

问题二:3D离心风机,请问放在机箱内部如何固定(放在什么边界上或体内),与1)问题类似。

西贝老师:分很多3D种类,一个进口一个出口,两进口一出口,还有外形,放在你实际位置就行,固定你就周边建模就行。

985高校学生追问:一个进口一个出口的离心风机,如图2所示,是否有两种建模方式?一种是直接利用icepak中自带的Blower模型,另一种是将实际风机三维模型通过DM导入icepak,然后添加流体Block块进行设置,如图3,由三部分组成,第一部分是Hollow的block,第二部分是Fluid的block,第三部分是风机实际的通过DM导入的三维叶片模型,请问这样建模对吗?

西贝老师:一般用icepak自带就好,hollow这个部分不太清楚,需要fluid部分,你根据你实际边界条件建立即可  

图2单侧进风离心风机

图3 实际的风机三维模型仿真

问题三

985高校学生:Icepak的两种风机模型只是较为粗糙的模型,实际仿真中,还可以通过DM接口倒入CAD真实的风机模型,在仿真时风机叶片位于属性是Hollow的Block内部,且这时需要建立一个圆柱形且属性为Fluid的Block包含风机叶片,且圆柱形的Block前后面需与Hollow的Block前后面对齐(如图4所示),且流体属性的Block采用use rotation for MRF功能来模拟风机叶片真实的情况,请问以上用法是否正确?且此案例是看的关于轴流风机的仿真教程,空气进出口方向是一致的,对于离心风机进出口方向是垂直的,如图5所示,这时候如何建模,需要什么类型Block进行堆叠?

西贝老师:这种情况不多,一般商业风扇的PQ曲线是按照它实际的外壳的进出口测的,但叶片的PQ曲线数据是没有的,轴流和离心建模方式类似。

985高校学生追问:最早的问题意思是通过DM导入风机模型,包含风机叶片及外壳,是否是图4那样建模,外壳为Block_Hollow,叶片为Block_fan_yepian_solid,只需要添加一个圆形的Block_fluid 包裹风机叶片,前后与Block_Hollow的前后对齐,请问这样建模有什么问题,或者应该怎么建模?

西贝老师:一般采用自带icepak模型建模风扇,对于叶片的详细仿真可以用fluent,而且你的hollow的条件请结合自己的边界自行判读是否正确

图4 3D通过DM倒入的真实风机叶片建模详细

图5 离心风机进出口方向垂直示意图

二、边界问题

问题一:加入模拟机箱内部的流场分布,直接将icepak默认的Cabinet作为机箱外壳,Cabinet前后面设置为Grill以模拟阻力,也可以模拟Opening,但当需要知道机箱外部的流场时,好像将Cabinet作为大的空间,里面摆放机箱,这时整个大的Cabinet内部保持质量和能量守恒,假如想模拟机柜进出口是否有回流或短路现象,例如在一个数据中心机房,封闭冷热通道的情况下,空调送风量一定,所有机柜总的进风量是否与空调送风量保持一致?

西贝老师遵守能量守恒和质量守恒

问题二:Opening 包含了Free 和Recirc 两种类型,如图6所示,例如模拟一个机箱内部流场,设置机箱(Cabinet)进出口类型为Opening,两者本质区别在哪里?

图6 Opening两种边界条件

西贝老师:一个是循环边界一个是开口边界,循环边界需要成对出现。循环边界的解释在用户指导手册写的很清楚了。

问题三:Cabinet 内部默认为流体区域吗?

西贝老师:是默认流体,icepak默认流体是空气

问题四:目前需要建模的机箱如图7所示,有5个离心风机,风机进口侧是一块换热器,此机箱放置于大气环境中,且进风为环境温度35℃,出风根据实际换热觉得,进出口均有百叶,有一定阻力,请问进出口面是否均设置成grill类型,或者opening?

西贝老师:用grill可以设置阻力

三、西贝老师视频教程

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本次课程西贝老师己建立仿真的学习模型,介绍了Icepak的算例操作流程,以及关于产品级的相关仿真知识,可以让大家学习后进行基于Icepak常规的自然散热产品级的仿真工作,欢迎大家一起学习交流,如有问题也请多多指正,砥砺前行。
(完)
来源:仿真秀App
FluentIcepak汽车电子芯片电机自动驾驶热设计控制ANSYS
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首次发布时间:2024-09-03
最近编辑:2月前
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