6SigmaET练习教程 R13_带离心风扇的电脑

190 案例七 带离心风扇的电脑 一. 案例描述 本例演示如何对如下图所示的圆筒形电脑机箱进行热分析。需要注意以下 几点： 1. 三维 CAD 导入建模。 2. 强迫对流散热，需建立离心风扇。 3. 共有三个 PCB 及主芯片，呈三角形摆放，中间为散热器。 4. 建模和计算各自需要约半小时。 191 二. 建模过程 建立强迫对流模板 打开软件，点击 File New Forced Convection，建立一个强迫对流的模 型。 导入 CAD 文件 将三维 CAD 文件（STP 或 STL 格式）导入到求解域中，调整求解域的尺 寸比导入的实体稍大一些， 并利用鼠标拖拽或者对齐功能将实体完全移入求解内 部，详细操作和前面的案例一样，在此不再叙述。 192 三. 定义物性参数及划分网格 定义各部分的材料 先将所有实体材料定义为钢，定义完成后按 ESC 键可以取消选择物体。 193 PCB 部分的定义 先将外壳隐藏，以方便观察内部的物体。 选择代表 PCB 的三个实体，右键 Convert to PCB 转换为智能化物件。 194 通过转换建立的智能化物件其图标从代表普通实体的方块变成了PCB的专 有图标，可以设定更多的专有属性。比如，对 PCB 来说可以设置层数、铺铜率 等参数。另外，转换为 PCB 后，软件会自动对这些物体细化表面网格。 定义三个 PCB 的上表面的功耗为 5W，以模拟其上表面上未建出的细小的 器件的总热量。 195 定义芯片 代表芯片的三个方块同样可以利用转换功能转换为智能化物件 Component。 转换后同样地可以设定热阻值等专有属性，软件也会自动优化其网格。 转换后，软件会默认地将芯片从属于最近的 PCB 上。我们在三个芯片的属 性里将热功耗定义为 50W。 196 注意，有时候转换后物体会发生错位。这时候，可以将原物体复制，转换 复制品，以原物体为基准将二者对齐后再删除原物体即可。 转换后可能会发生错位 197 以原物体为基准将二者对齐 删除原物体 为模拟芯片与散热器之间的导热硅脂或导热垫片的作用，我们在芯片上建 立 TIM。 198 新建立的 TIM 默认位于芯片的上表面上，保持默认的热阻参数不变即可。 定义风扇 本案例中的风扇是一个离心风扇，无法通过转换得到。需要手机建立一个 离心风扇并对齐到正确位置。 首先新建一个 Radial Fan。 199 定义其直径为150mm， 进风口直径138mm， 风扇轴直径70mm， 厚度为29mm。 利用对齐功能以代表风扇的实体为基准，将实体和风扇对齐。注意风扇的 进风口是在朝下的。 200 定义风扇的风量为 50CFM，Swirl Angle 即出风角度为 45 度 定义散热器 将散热器部分的材料设定为铝合金。 201 划分网格 点击 Solve Generate Grid 生成网格，点击 Show Current Grid 可以显示网 格，选中 Solution Control 并调整网格切面到合适的位置可以查看各个地方的网 格。 202 四. 计算并查看结果 设定监控点 可以在进出风口附近新建 Sensor，以监控流场的变化。 Sensor 的位置用鼠标拖拽到合适的位置，在 Sensor 的属性里将监控的变量 Controls Measured Variable 更改为 Velocity 即风速。 203 查看计算结果 观察变量值平稳、残差收敛后，计算完成。 选中三个 PCB 和散热器， 点击 Home Show in New Tab， 生成独立视图。 204 将散热器归类于 PCB 图层。 加载 PCB 图层的温度。 205 查看截面温度 在视图