真实风扇叶片散热仿真

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了一种模拟真实风扇风扇散热的方法，主要针对非标风扇没有PQ曲线的情况。首先，需要建立一个包含局部旋转区域的模型，并使用检查模型功能检查模型的正确性。然后，通过向导创建项目，设置项目名称、单位系统、分系类型、默认流体、默认固体、默认壁面、初始条件等参数。接着，调整计算域，设置全局计算域对应坐标的计算域边界，并隐藏。同时，设置局部旋转区域，并赋予模型中各个零部件相应的材料。然后，设置CPU为体积热源，功率75W。最后，定义边界条件、目标、网格，并进行求解计算。通过仿真结果，可以得到散热器的冷却效率。

真实风扇叶片散热仿真

CAE白堤

有学员提出，标准的风扇散热分析使用PQ曲线定义，那非标的风扇没有PQ曲线怎么处理呢？这边给大家介绍一种模拟真实风扇风扇散热的方法。

1、问题描述：

如下，一个CPU散热系统，主要由FR-1 PCB、热功耗75W CPU、嵌铜铝挤散热器、PC固定支架、8个叶片角速度460rad/s风扇组成。CPU产生热量通过散热器，然后释放到空气中。模拟该系统在室温下的风扇叶片真实的流动情况以及CPU的最高温度。主要的难点就在于如何使用局部旋转区域。

2、建立模型

2.1模型准备

打开STP模型即可，无需额外简化。

这边特别说明下，装配图里已经增加了一个零件，用来定义局部旋转区域。该区域需要满足完全封闭旋转部件、本身必须轴对称、与其他流体和固体区域的边界也要满足轴对称。同时，在使用的时候，由于不是一个真实的实体，所以需要禁用该部件。

局部旋转区域的截面如下，可以与其他固体相交，但不可以重合。尽量避开小缝隙，以免网格过多。包围旋转部件，且留出一定的距离。

2.2检查模型

由于局部旋转区域并非是实际的固体，不勾选该零件，即禁用该零件。针对准备好的模型，使用【检查模型】进行检查，显示状态成功，模型正常。

2.3创建项目

通过向导创建项目。

2.4调整计算域

设置全局计算域对应坐标的计算域边界，并隐藏。

设置局部旋转区域

右击旋转区域或者菜单栏中插入选项卡里的旋转区域，注意这里转速方向默认的与实际一致，如果不一致加改为-460

2.5定义固体材料

对模型中各个零部件进行材料赋予：

2.6定义热源

设置CPU为体积热源，功率75W

2.7定义边界条件

由于局部旋转区域内还包含一些固定的零部件，需要将其设置为固定。具体包括四个面和一个体。

2.8定义目标

定义CPU的最大固体温度为体积目标。

2.9定义网格

先设置全局网格，采用自动网格划分，细化等级为5，选中均匀网格，为了加快计算，最小缝隙和最小壁厚都改大为0.005

3、求解计算

这边只用了全局网格设置，如有必要可自行进行局部网格的划分，验证网格的无关性。

4、仿真结果

4.1切面云图

当然由于网格还是比较粗糙，结果还没有完全收敛，最高温度还会有所降低，随着网格加密得到的结果更为准确。

5.小结

以上，局部旋转区域的定义很关键，涉及的限制也比较多，以免发生报错或者结果不准确，另外，如果该区域内包含的固定的零部件则需要单独定义边界条件。最后，根据以上的结果，我们可以看下散热器的冷却效率=（48-25）/75=0.28℃/W。