利用CFX计算PCB板上发热芯片通过翅片散热器散热的基本流程
本文摘要(由AI生成):
本案例展示了利用CFX软件对PCB板上发热芯片通过翅片散热器进行散热的模拟计算流程。计算模型考虑了自然对流散热,并设置了相应的边界条件和求解控制参数。通过CFX的求解计算,最终得到了温度分布等计算结果,为后续分析和优化提供了依据。此案例演示了CFX在电子散热领域的应用,有助于工程师更好地理解和预测散热效果。
本案例演示利用CFX计算PCB板上发热芯片通过翅片散热器散热的基本流程。
1 计算模型
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071207835_q28mpf.jpg?imageView2/0)
计算区域中包含一个发热芯片,考虑自然对流散热,重力加速度为Y轴负方向。2 CFX设置
2.1 启动CFX
- 启动CFX,如下图所示设置Work Directory,点击按钮CFX-Pre启动CFX
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071076526_3iy0u9.jpg?imageView2/0)
- 点击工具栏按钮New Case打开设置对话框,选择General项,点击按钮OK新建Case
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071207374_a1qmf4.jpg?imageView2/0)
2.2 导入计算网格
- 选择菜单File → Import → Mesh…打开文件选择对话框
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071076075_bih0yh.jpg?imageView2/0)
- 如下图所示选择网格文件naca0012.cfx,点击OK按钮导入网格文件
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2.3 计算区域设置
- 鼠标双击模型树节点Default Domain打开区域设置面板
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071205843_ygfepd.jpg?imageView2/0)
进入Basic Settings标签页,如下图所示设置Material为Air Ideal Gas,![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071076214_qb2twu.jpg?imageView2/0)
- 进入Fluid Models标签页,设置Heat Transfer Option为Thermal Energy,指定湍流模型为None(Laminar),点击OK按钮关闭面板
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2.4 创建材料
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![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071077060_ngsd5k.jpg?imageView2/0)
- 激活选项Thermodynamic State,设置其为Solid,如下图所示
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![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071076372_u8trrz.jpg?imageView2/0)
物理量 | 值 | 单位 |
---|
Density | 1250 | kg/m3 |
Specific Heat Capacity | 1300 | J kg^-1 K^-1 |
Thermal Conductivity | 0.35 | W m^-1 K^-1 |
2.5 固体区域设置
- 右键选择节点Flow Analysis 1,选择弹出菜单项Insert → Domain插入计算区域
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![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071207100_8i2rda.jpg?imageView2/0)
- 如下图所示指定Location为HeatSink,设置Domain Type为Solid Domain,指定材料介质为Aluminum
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071206291_ubsfpl.jpg?imageView2/0)
- 相同方式创建区域Component,指定Location为IC,材料介质为ComponentMat,如下图所示
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071207652_v5giuu.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071076918_yklxy0.jpg?imageView2/0)
2.6 设置热源
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071206943_qcbuy4.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071206430_t3ca80.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071205236_8v94c1.jpg?imageView2/0)
- 指定能量源为75 kg m^2 s^-3,如下图所示
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071205533_082ihw.jpg?imageView2/0)
2.7 边界条件设置
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![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071206794_wsl8y7.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071077731_9oogss.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071205987_mjw11x.jpg?imageView2/0)
- 如下图所示双击模型树节点Default Domain Default打开设置对话框
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071075964_cev5z4.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071076661_nfuohq.jpg?imageView2/0)
- 如下图所示指定相对压力为0 Pa,指定温度45 C
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071207238_3u5shh.jpg?imageView2/0)
2.8 设置求解控制参数
- 鼠标双击模型树节点Solver Control弹出参数设置面板
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071076795_upazv0.jpg?imageView2/0)
- 指定最小迭代次数1,最大迭代次数为500,如下图所示
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071205695_m48l5w.jpg?imageView2/0)
2.9 求解计算
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071205383_mixvfe.jpg?imageView2/0)
2.10 求解计算
- 如下图所示设置并行计算参数,指定CPU数量,点击按钮Start Run开始求解计算
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071208035_beb7dm.jpg?imageView2/0)
- 计算完毕后如下图所示,选中选项Post-Process Results,点击OK按钮打开CFD-Post进行后处理
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071208177_sz4nn1.jpg?imageView2/0)
3 计算结果
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1577071206571_w81u4m.jpg?imageView2/0)
![CFD之道](https://public.fangzhenxiu.com/user/2023-2/1677045685104微信图片20230222134915.png?imageView2/0/w/90/h/90)
博士
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探讨CFD职场生活,闲谈CFD里外
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