【Thermal Desktop官方教程11】通道内空气强迫对流散热仿真案例
作者 | Tsinglin
首发 | CFD学习与应用（ID:CAE_er）
作者简介
Tsinglin，现就职某研究院航天热控工程师，主要从事空间实/试验平台和载荷先进热控与环控技术的研究研制工作。具备如下软件工程应用经验。如果大家有以下软件学习和应用的问题，欢迎联系小编来交流。
如果您单位或学校有空间平台及载荷热控项目合作需求，也可以私信小编哦！
学习目标
如何创建流体模型
如何创建所有类型的流体元素
问题描述
在本例中，将添加必要的元件，以模拟通过带有电子元件的通道壳的气流。练习将开始使用一个已经创建了几何形状的通道模型。外壳有一个30x30厘米的平面底座。从底座向上延伸出三块板，每块板包含一个能产生25瓦热量的芯片。有一组传导连接到基板，以模拟对流到环境温度。两个通过通道的流动路径被创建。在给定的流量下，壳体内的温度分布将被计算出来。
具体操作步骤
启动软件
双击位于Tutorials\Thermal Desktop\airflow文件夹内的fluid.dwg。
Thermal Desktop打开时屏幕上的流体绘图。
创建流体网络
在电路板的一侧创建两个【lumps】。一个【lumps】将在教程的后面被更改为一个边界。
步骤1：通过Thermal > Fluid Modeling > Lump命令创建两个lump。坐标分别为（-20,15,5）和（-10,15,5）。
在刚刚创建的两个块之间创建一个风扇。所有路径中流体流向的默认正方向将与选择块的方向一致。稍后将修改风扇以设置流量。
步骤2：通过Thermal > Fluid Modeling > SetFlow命令创建风扇，一次选则刚刚创建的两个流体块。
步骤3：通过图层管理，开启显示结构和流动面积的图层，如下图
打开和关闭一些图层，使它更容易再通道内选择点来生成块和路径。
注意，流体已经是当前层(绿色复选标记)，所有流体子模型组件都将放置在当前层。
为了方便，已经创建了几何图形，但可以很容易地使用AutoCAD绘制命令创建。
步骤4：通过Thermal > Fluid Modeling > Lumps and Paths命令创建流体块和路径。选择【Pick Point to Pick Point】单选框，【Number of Lumps to Create】修改为5，然后根据系统提示分别选择如下图1，2中点位置，以及选择5曲线作为上游通道截面创建流道。并重复上述命令选中3，4中点位置和曲线6创建流道。
Enter键或右键单击将重复上述命令。
步骤5：通过图层管理器管壁关闭CAD线
步骤6：通过Thermal > Fluid Modeling > Lump命令创建流体块作为出口，坐标为（50,15,5）
步骤7：通过Thermal > Modeling Tools > Toggle Selection Filter命令
要查看在以下步骤中选择的块的ID号，请将选择过滤器设置为“on”。确保在选择toggle命令后命令行显示“on”。然后使用选择过滤器打开块的id。
步骤8：选择Thermal > Modeling Tools > Turn Numbers On命令，激活命令后，输入【all】,按【enter】键，此时会弹出Object Selection Filter对话框，选择【Lumps[13]】选项，从而选中所有流体块。
如果您必须在此教程中删除和重新创建一些块，那么您的编号将略有不同。剩下的教程将参考前面显示的数字。
步骤9：激活Thermal > Fluid Modeling > Loss命令，分别点击两个lump创建流阻通道。如下图
现在生成所有的入口和出口路径。使用损失系数来模拟入口和出口效应。损失将在后面的步骤中进行编辑。与泵/风机命令一样，选择块的顺序决定了正流的方向。请注意，用鼠标选择块数可能是选择每个块的最简单方法。
步骤10：调整视图，如下图，选择【SetFlow】，在选择Thermal > Edit，设置【Mass Flow Rate】为0.1
步骤11： 激活Thermal > Edit，输入【all】按【enter】弹出【Object Selection Filter】，选择【Losses[4]】，弹出loss编辑面板
所有入口和出口流动截面积设置为100厘米2。因为它们都是相同类型的路径，所以可以使用Object Selection Filter来选择它们。对于入口和出口损失，也将FK值保留为1.0。
步骤12：激活Thermal > Modeling Tools > Toggle Selection Filter关闭过滤选择器，选择1和13号lump，激活Thermal > Edit命令，将lump类型改为【Plenum】作为边界节点。
注意，块的形状从圆形变为三角形。热节点与流体节点共享一个形状，但流体形状具有内线和垂直于平面的垂直线。
创建流体网络和固体表面之间的热连接
步骤1：激活Thermal > Fluid Modeling > Tie to Surface命令，选择3~7号lump，按【enter】键，根据提示选择下方的通道表面，按【enter】键，根据提示选择3~7的流体paths，按【enter】键，完成tie创建。
使用“领带”在流体子模型和热子模型之间创建热连接。块和路径集都是使用从左到右的框(粗线)来选择的，如下所示。
注意，传热系数将由SINDA/FLUINT计算，因为有一个选定的路径集。
步骤2：激活Thermal > Fluid Modeling > Tie to Surface命令，同样的方法创建上部流体和表面之间的传热。调整三维视图。
步骤3：激活Thermal > Fluid Modeling >Submodel Manager命令，弹出FLUINT Submodel Manager Form对话框。
FLUINT子模型管理器是设置流体的地方。默认值为空气，所以这个模型什么都不用做。
除了库流体之外，用户还可以定义自己的流体。
运行计算
步骤1：激活Thermal > Case Set Manager命令，弹出Case Set Manager对话框。单机【Run 1 Selected Case】运行计算。
默认情况下，案例集管理器运行一个稳态案例，这是本案例所需要的。因此，不需要任何更改就可以获得解决方案。
求解完成后，在后处理状态下的模型上显示最终的温度。您可能需要选择SW等距视图。
后处理
步骤1：激活Thermal>Post Processing>Edit Current Datasetr命令，弹出Set Sinda Dataset Properties对话框。单机【Run 1 Selected Case】运行计算。
Set Sinda Dataset Properties窗口允许用户选择“时间”或“记录”用于对不同对象进行后处理和查看哪些数据。
由于此运行是稳定状态，并且只有在达到解决方案后才写入输出，因此只有一条记录可用。
步骤2：激活Thermal > Post Processing > Cycle Color Bars查看不同结果
Cycle Color Bars命令可用于在四种类型的云图查看(热节点、流体节点、路径和流固传热系数)。可以在每个单独的色条上找到每个色阶以及当前显示的变量。为了方便查看，与当前颜色条不关联的对象被绘制为灰色。然后应用智能色条循环，隐藏所有其他对象。
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