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CFD|薄壁板边界条件

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薄壁板边界条件

thin wall

摘要:

     在进行电子器件散热仿真分析的过程中,我们不可避免的要对实际的各种零部件进行简化和处理。不管是几何层面、网格层面还是求解器设定层面,不同的部件都有相应的处理方法。下面就针对散热仿真中的一些专用的设备(如风扇、格栅、挡板等)进行描述。

   在对各种力学结构进行建模时,厚度较薄的壁板往往会引发问题。薄的壁板不容易建模,边缘(Edge)生成的单元(Mesh Element)的不对称性(Skewness)高,存在网格品质差的现象。NFX提供了薄壁功能,可以提高薄壁板建模的便利性,改善网格的质量。

技术背景
   使用薄壁边界条件,为了对厚度薄的壁板进行建模,可以使用厚度为“0”的面单元。这时根据使用与薄板面接触的节点,决定是否合并。在大多数情况下,薄板建模时不需要节点合并,使用节点合并的薄板模型具有几个特殊情况
节点合并是将完全相同位置的两个点合并成一个点。合并后的一个节点将属于两个不同的单元网格。两个相邻的单元网格可以通过合并的节点自由交换物理量。
技术原理
薄壁应用的领域如下

   如图,利用薄壁体划分/划分流动空间的薄壁边界,可以方便地进行建模。使用薄壁建模在空间隔间时,将壁缘条件应用于用作薄壁的表面。    

    如上图,薄壁建模可以方便地用于内部风扇或多孔介质模型,如果不使用薄壁建模,流动空间可以分为多个流体体积(Fluid Volume),但如果使用薄板建模,就无需划分流体体积。

    如上图,薄壁传导可以指定通过薄板建模的薄壁体传递的热传导特性,可以指定壁体的传导率和厚度
    除了上述用途外,当需要将节点指定流动空间上的特定面时,利用薄壁功能可以方便对节点进行对准,可用于计算某一方面的平均流动系数(流量、速度或压力),或者计算平均速度、平均压力等。
技术使用方法
示例说明
薄壁建模所需的内表面有两种,如下图所示。这取决于内表面的边界是否与流动体积的边界共有。如果共享边界,如图(b)所示,薄壁建模时需要注意以下两点。
共享边界线的特征必须相同
必须在共享边界处指定相同的单元网格尺寸(size control)
如图,在流动空间中有风扇(FAN)的模型,使用薄壁建模来配置内部风扇

如图,流动空间内带有薄壁板制成的管道模型,使用薄壁建模来实现薄壁管道。

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来源:midas机械事业部
动网格多孔介质UDF电子NFX材料
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首次发布时间:2023-03-22
最近编辑:1年前
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