6SigmaET练习教程 R13_球泡灯

100 案例四 球泡灯 一. 案例描述 本案例为一自然散热的球泡灯模型，需要关注的点为： 1. 自然散热，需要考虑热辐射的影响。 2. 对玻璃需进行辐射透明材料的定义。 3. 玻璃为曲面，热源呈各种倾斜角度，无法用自带建模功能建模，利用三 维 CAD 导入接口导入建模。 4. 适当网格加密以更好地捕捉几何外形。 5. 建模和计算都需要约 20 分钟。 101 二. 建模过程 建立自然对流模板 打开软件，点击 File New Natural Convection，软件会创建出一个默 认大小的求解域，流动状态为层流，考虑热辐射。 导入 CAD 文件 点击 Import 3D CAD Model: 将外部文件导入： 102 导入后，如果灯泡是倒立的，利用旋转命令（在粉色箭头上右键，点击弹 出的菜单并在对话框中输入 180）将组（不是某个或多个实体）旋转 180 度。 求解域大小可以适当调小一些，利用鼠标拖拽调整或者在求解域的属性表 里输入具体数值。 103 利用鼠标拖拽功能或对齐功能（参见案例一），将灯泡组件移动到求解域 内部。 三. 定义物性参数及划分网格 定义各部分的材料 将物体导入建模后，我们可以在错误提示区看到出现的错误提示。其中， 有的是提示发生了冲突，有的是没有赋予材料。 104 对于冲突提示，这种装配良好的组件并没有出现实体干涉，只是软件认为 它们的轮廓发生了干涉，这并不影响计算，我们可以忽略之，方法是先在 Object Panel 中利用选择功能选择所有实体。 然后， 在选择的所有的实体的属性表里， Geometry 一项中将 Ignore Collision Detection 一项勾选。此时，冲突提示将会消失。 下面是赋予材料，以球泡部分为例，进行如下操作： 1. 选中球泡体 2. 进入属性表，Cooling Material，点击 Select 105 3. 在弹出的材料对话框中选择 Library，进入材料库选择 4. 依次选择 Vendor Libraries Materials Non-Metals，选择 Glass 材料 5. 点击 OK 回到材料对话框 6. 点击 Attach 将此材料赋给球泡 7. 点击 Apply 确认操作 其他物体赋予材料的过程与球泡一样，在此不再赘述。确保所有物体都被 赋予材料。除了球泡和芯片以外的几个物体材料可以设定为 Aluminium Alloy General。 106 用鼠标划框选中所有的芯片，赋予材料为 Non-Metals 类的 Typical Component。即为它们赋予普通芯片封装的材料。 此时，错误提示区所有错误提示消失。 透明材质的定义 现在，球泡部分已经被赋予玻璃材质，但它对热辐射来说是不透明的。我 们需要在玻璃的属性里将 Transparent To Heat Radiation 勾选。 定义功耗 选择所有芯片，在属性表里将热功耗定义为 0.2W。 107 模型的总功耗为 8W。 划分网格 导入的物体默认的网格捕捉精度为 0.1mm，本模型没有特别薄的物体，可 以适当调大一些，如 0.2mm。 芯片呈各种角度摆放，我们对其进行适当加密。选中所有芯片，右键新建 Grid Control。 108 在 Grid Control 的属性里按下图所示进行设定。Grid Control 设定完毕后将 它们隐藏。 用于放置芯片的多面体也用同样的方式加密。 109 查看网格 点击 Solve Generate Grid 可以生成网格，点击 Show Current Grid 可以显 示网格。然后还需要选中 Solution Control，通过鼠标调节 XYZ 三个方向的网格 切面，以查看不同位置处的网格的具体情况。网格切面的调整方式和调整物体位 置的方法一样，都是拖拽蓝点来完成，这和在属性表里输入具体数值作用是一样 的。本模型中此次大约生成了 326 万网格，随着版本的变化，同一模型的网格量 可能会略有变化，这是正常现象。 110 四. 进行计算 设定环境温度 在 Solution Control 的上面就是环境属性， 在其属性表里， 将默认的 20 度更 改为 25 度。 设定温度监控点 对芯片这种关键物体，我们一般是需要监控它们在计算过程中的温度变化 曲线的。选中所有芯片，为它们建立 Sensor。Sensor 默认的会位于芯片体中心的 位置。如果是软件自建功能建立的芯片、PCB、风扇，软件会自己为它们监控。 111 点击雪花状的计算图标开始计算。 根据自己的电脑配置和 License 中的可 用核数输入合适的核心数。 在计算的预处理阶段，软件将会计算辐射的角系数。然后才会正式开始计 算。 112 五. 查看计算结果 查看计算曲线 经过大约 20 分钟的计算，计算完成。 113 查看温度云图 在进行零件较多的组件的后处理的时候，为了加快显示速度，可以生成局 部几个零件的独立视图并加载结果。方法是选中一个或多个物体并点击 Show in New Tab，视图区就会出现一个新的视图标签，类似于用网页浏览器打开新的网 页。以只显示外壳温度为例，先选中两个外壳实体，生成独立视图。 在两个外壳的属性里将其图层归类到 PCB 图层，并显示 PCB 图层的温度 即可。 114 热源部分的温度则如下图所示，可以看到由于这一部分温度较高，而整体 温度区间较大，这一部分实体上的表面温度区分不明显。 115 在彩条上右键，选择调整 Legend Bounds。 将温度范围更改为局部范围即可。 116 查看截面结果 在视图区右键，选择新建 Result Plane。 在截面属性里将截面垂直的坐标轴更改为 Z 轴，