【ThermalDesktop教程01】您的第一个入门案例教程
作者 | Tsinglin
首发 | CFD学习与应用（ID:CAE_er）
本案例演示采用Thermal Desktop进行电子机箱总体热设计。通过本案例，你将学习以下几个知识点：
• TD系统热分析基本思路
• 节点（node）、传导(conductor)的创建
• 热载荷（heatload）的加载
预备知识
本教程无需任何Thermal Desktop基础，有一点AutoCAD基础更好。本教程将会详细描述每一步设置的操作及原因。
1问题描述
1.1问题概述
本教程假设需要设计一个电子机箱，已知热沉边界温度为25℃，设计重量为5kg，机箱总的热耗约为40W,按照经验机壳到热沉的热阻约为10℃/W，求机箱的稳态壳温以及温升过程。
2模型准备
2.1模型下载
请到文末点击【阅读原文】查看百度云盘链接下载模型文件。提取码：uwmi
2.2模型前处理
• 本案例采用TD热网络功能计算，无需前处理。
3启动软件
步骤1：启动AutoCAD2018，也可以直接打开下载目录下的【.dwg】模板文件
复 制模板文件夹→重命名→双击模板文件→启动AutoCAD
步骤2：进入软件操作界面，红色框内为TD常用操作工具栏核菜单栏
4创建热模型
4.1创建节点(node)
步骤1：通过鼠标单击【Thermal】选项卡中的【network】面板内的【node】激活节点创建命令
步骤2：按照提示在绘图区任意位置单击，即可创建一个圆形节点，单机空格键重复创建节点命令，创建如下图两个节点
步骤3：单击选中创建的第一个节点，点击【Edit】，进入节点编辑面板
步骤4：在【submodel】对话框中如图输入【sink】,勾选【Boundary】将节点类型由热扩散节点修改为边界节点（边界节点的温度为initial temp表格内的值，本案例为298.15K）
注意看，此时第一个创建的节点的形状由圆形变为三角形
步骤5：重复步骤3，编辑第二个节点，将【thermal mass】栏热容大小改为4500J/K.热容等于C=mc=5kg*900J/kg/K=4500J/K
4.2创建传导（conductor）
步骤1：通过鼠标单击【Thermal】选项卡中的【network】面板内的【node-node cond】激活传导创建命令
步骤2：如图按照软件提示，先点击边界节点，再点击第二个节点，创建传导如下图所示
步骤3：鼠标单机选中步骤2创建的传导，点击【Edit】,进入传导编辑面板
步骤4：【submodel】栏输入【sink_to_main】给传导起一个容易识别的名称，采用默认【Generic】传导类型，【Value】栏输入热导大小为0.1W/K，（热导是热阻的倒数，即h=1/R=1/10=0.1）
4.3加载点热源（heatload）
步骤1：通过鼠标单击【Thermal】选项卡中的【network】面板内的【node heat load】激活节点热源创建命令
步骤2：如图按照提示，选中第二个节点，然后按提示按下键盘上的【Enter】键，弹出热载荷编辑面板，如下图所示，设置热载荷的子模型名称(heatload_main)和热源大小(40W)，单击【ok】
弹出热源图标如下图红色箭头图标，此时系统整个热模型即创建完成
5求解设置
步骤1：如图单击【Case set manger】绿色快捷图标，弹出求解设置管理面板，如下图所示，选中【case set0】，单击【Edit】,进入求解器编辑面板
步骤2：如图勾选【steady state】将case设置为稳态求解，单击【确定】退出
步骤3：回到【case set manger】面板，如图复 制一个名称为【case set1】的case，点击【ok】
步骤4：如下图所示，选中【case set1】，单击【Edit】,进入求解器编辑面板
步骤5：如图勾选【Transient】将case设置为瞬态求解，【end time】设置为3600s,单击【确定】退出
6运行求解
步骤1：如图按住键盘上的【Ctrl】同时选中caseset0和caseset1，然后单击【run 2 select case】进行计算。
弹出计算成功提示页面，说明计算成功。证明软件安装没有问题。
7结果查看
7.1瞬态结果查看
软件默认加载最后完成计算case的结果数据，下图为瞬态计算结果0时刻的云图。
步骤1：单击选项卡的【time—】快捷键可以跳转至最后一个时刻的云图，一次按照保存时间步长往前推进
0s时刻云图
3600s时刻云图
步骤2：选中扩散节点，单击下图图标，显示温度随时间变化曲线，从图中可以看到，1h载荷的温度还为达到平衡状态
温度随时间变化曲线
7.1稳态结果查看
步骤1：通过鼠标单击【Thermal】选项卡中的【post processing】面板内的【manager】快捷图标，进入后处理管理面板
步骤2：通过鼠标单击选中稳态【case0】后处理数据库，选中【set current】,点击【ok】将后处理数据库切换为稳态结果，从稳态结果可以看到，机箱稳定温度为698.15K
理论计算结果:,与仿真结果一样。
8总结与思考
本案例是一个入门案例，旨在为新手熟悉Thermal Desktop的基本操作流程。内容总结如下：
Thermal Desktop基于节点-热网络模型，理论清晰，精算精度高；
2.节点类型有3种：热扩散节点、算术节点和边界节点，其区别如下表，节点是热网络中最基本的部分，可以自创建，也可以由面或者体单元生成，并且所有节点必须连接到热网，SINDA/FLUINT才能运行；
3.传导的设置方式有4种：单节点-单节点，单节点-多节点，单节点-面，单节点-线；
4.传导的类型有5种：一般、自然对流、强迫对流、随温差变化、对流传导；
5.热源设置方式有4种：点热源、线热源、面热源、体热源。
思考提问：
1． 如果不设置边界节点，会如何？
答：稳态计算会报错，瞬态计算温度会持续增高，热分析中要特别注意是否存在热路不通畅。
8作业与问答
8.1作业
1. 尝试建立一个长200mm*宽200mm*高100mm电子机箱面模型，然后采用单点-面的传导设置方式，选用自然对流或者强迫对流进行分析，作业答疑视频请关注我的B站号：CFD学习与应用
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案例源文件下载地址：
链接:
https://pan.baidu.com/s/1co35Gqmg33pzjNyHSVjn3g?pwd=uwmi
提取码: uwmi
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