Fluent案例_电子芯片散热_2

之前篇章对Fluent_电子芯片散热(自然对流)案例做了一个简要的介绍，本篇章主要继续其后处理部分，以及利用S2S热辐射模型考虑热辐射的影响，主要内容如下：

▉ 后处理

▉ S2S热辐射模型

▉ 结果对比分析

▉ 讨论

计算完成后查看其残差曲线，监测曲线，初步判定模型计算的收敛情况_

◆本案例设置的监测包括：靠近翅片顶部位置某一点的平均温度监测、体积平均温度监测；

◆参差值已经非常小了，监测曲线也趋于平稳，可判定为收敛；

查看模型的热通量报告_

通过_Results_Contours_查看温度云图_

◆在壁面数量较多且壁面名称较难甄别时，可利用_Domain(域)_Adjacency(临近区域)_辅助选择需要的壁面；

◆其温度云图显示模型中散热翅片与底部PCB板上的温度分布还是比较贴合实际规律的；

◆但芯片顶部壁面上的温度分布与实际情况不符，实际情况中靠近散热翅片位置的壁面温度应该是较高的，但是模拟结果显示整个机箱顶部壁面温度都是比较接近环境温度(45℃)的；

Domain_Surface_Creat_Line/Rake_创建一条直线，并通过_Results_Plots_XY Plot_绘制该线上的温度变化曲线_

◆散热翅片位置，沿Z轴正向的温度变化曲线如上图所示，翅片位置温度较高，当高度稍微超出散热翅片高度，即稍微远离发热体后，温度迅速降低到环境温度(45℃左右)，这和之前机箱外壁面的温度云图也相互吻合；

◆绘制曲线后，可勾选Write to File(写出到文件)和Order Points(对点排序)进行数据的一个输出，方便以后对比时使用；

该案例的仿真结果与实际情况有所出入，因为本案例在自然对流的计算中，仅考虑了热传导和热对流，芯片区域以及散热翅片区域的温度还是比较高的（约110℃），此时应该是要考虑热辐射的影响的_

◆当辐射的热通量和热传导及热对流的传热速率相比，两者在一个数量级时，就应该考虑热辐射；

◆热辐射比较复杂，本案例仅是采用S2S热辐射模型进行一个尝试；

通过_Model_Radiation_选择S2S辐射模型_

◆S2S模型(即Surface to Surface)考虑两个壁面之间角系数的一个计算，仅考虑壁面之间辐射传热；

◆Settings保持默认即可；

◆然后点击Compute/Write/Read写出一个*.s2s格式的文件(软件新版本格式为*.s2s.h5)，此步需要等待一段时间；

◆在计算相同的模型文件时，也可以通过Read Existing Flie读取之前计算时生成的*.s2s格式文件再次使用；

◆开启热辐射模型后还需要在壁面边界条件上进行一些额外的定义，热辐射模型开启后，壁面边界条件中的Radiation模块就会被激活；

◆与流体相邻的壁面边界的Radiation模块需要设定一个发射率，各边界的发射率参数如图中所示；

✦流体域与固体域的交界位置，壁面会自动被拆分为well和well-shadow，其中well是与流体域相邻的壁面，well-shadow是与固体域相邻的壁面；

✦发射率参数和很多因素有关，比如温度等，其数值的确定需要很深的理论基础和经验，此处便不再深究；

✦勾选Participates in View Factor Calculation(参与角系数计算)；

✦内部发射率最大值为1，值越大，表示热辐射的交换率越高；

设置完成后进行初始化并重新进行计算_

查看模型计算的收敛其情况_

✦每计算10次能量方程会计算一次热辐射，所以残差曲线显示为锯齿状，但这并不影响我们评估其计算收敛性；

查看模型通量报告_

对比壁面上温度分布云图_

✦开启S2S辐射模型后，散热翅片和底部PCB板上的温度有所下降，受辐射影响，机箱的外壁面的温度云图较之前有较大差异，尤其是靠近芯片和散热翅片区域，温度相对较高；

✦在对比相同模型在不同设置下的计算结果时，可通过View_Views_保存或调用视图，使模型在同一视角下显示结果；

依旧查看之前创建的那条线上的温度分布，可通过Load File导入之前存储的*.xy格式的曲线数据，使两次的数据显示在一起_

✦开启辐射模型后，散热翅片位置的温度更低，受热辐射影响在靠近机箱外壁面时温度又有所提升；

✦开启S2S辐射模型后，仿真结果更贴合于实际情况；