ANSYS流体与热分析第10章热分析典型工程实例

1、第10章热分析典型工程实例本章要点拉伸特征 旋转特征 扫掠特征 混合特征 孔特征 壳特征JL本章案例某型号手机电池的散热分析 冷库复合隔热板热量流动分析 电子元器件散热装置温度分析10.1工程实例1某型号手机电池的散热分析该算例为某型手机电池白散热分析，如图10-1为某型号手机背面的照片，图中可见手机的电池的位置。在手机工作时，电池可向外传递热量。使用手机的读者应该都体会过手机电池发热的现 象，特别是在长时间接打电话时，这种现象尤为明显。 本实例对某型号手机进行分析，电池的标准电压为3.7V,电池容量为750mAh。试求手机开机状态下外壳的温度分布。手机的各部分材料性能参数如表10.1所示。图

2、10-1手机背面照片在计算分析过程中我们将手机看做三个组成部分：塑料外壳、手机内部材料和手机电池。忽略手机内部线路和芯片，可以将手机电池看做唯一热源。简化后的手机模型如图10-2所示，图中单位均为cm。本实例拟采用Solid Tet 10node 87单元进行分析。由于电池功率和环境温度均可视为 恒定不变，因此分析类型为稳态。 a T T "1图10-2简化后的手机模型由电池的电压和电流可以算得电池的功率： P UI 3.7 0.75 2.775W 电池的体积为：V 0.04 0.01 0.05 0.00002m电池的发热量： _3Q P/V 138750 W/ m、（里用工件附带光

3、盘“ 实例10-1_start ” 飞虱传衰附带光盘“ 实例10 1_end”飞，：动再造示附带光盘“ AVICh1010 1.avi ”1、定义分析文件名1、选择 Utility Menu>File>Change Jobname,在弹出的单元增添对话框中输入Example10-1 ,然后点击OK按钮。2、选择 Main Menu>Preferences ,弹出 Preferences for GUI Filtering 对话框，点选 Thermal 复选 框，单击OK按钮关闭该对话框。2、建立几何模型1、选择 Main Menu>Preprocesor>Mode

4、ling>Create>V olumes>Block>By Dimensions ,弹出 Create Block by Dimension 对话框。在 X1、X2文本框中分别输入 0、0.05,在Y1、Y2文本框中分别输入 0、0.12,在Z1、Z2中分别输入 0、0.025,如图10-3所示。2、单击Apply按钮，在 X1、X2文本框中分别输入0.002、0.048,在Y1、Y2文本框中分别输入0.002、0.118,在Z1、Z2中分别输入 0.002、0.023,如图10-4所示。3、单击Apply按钮，在X1、X2文本框中分别输入0.005、0.045,在Y1

5、、Y2文本框中分别输入0.04、0.09,在Z1、Z2中分别输入0.005、0.015,如图10-5所示。然后单击 OK按钮关闭该对话框。图10-3建立长方体模型对话框1图10-4建立长方体模型对话框2图10-4建立长方体模型对话框34、选择 Utility Menu>PlotCtrls>View Setting>Viewing Direction ,弹出 Viewing Direction 对话框， 如图10-5进行设置，然后点击 OK按钮关闭该对话框。(或点击 型按钮)。5、选择 Utility Menu>PlotCtrls>Device Options ,弹

6、出 Device Options 对话框，单击/DEVI复 选框中的Vector mode (wireframe),使其状态从 Off变为On,如图10-6所示然后点击 OK按钮关闭 该对话框。模型的轮廓线条显示如图10-7所示。图10-5视图方向对话框图10-6选择显示轮廓线对话框6、选择 Utility Menu>PlotCtrls>Numbering ,弹出 Plot Numbering Controls 对话框，点选 AREA 和VOLU选项，使其状态从 Off变为On,如图10-8所示，单击OK按钮关闭该对话框。显示几何 体和表面的编号。图10-7模型轮廓线10-8选择显

7、示轮廓线对话框图10-9重叠体剪切菜单7、选择 Main Menu>Preprocesor>Modeling>Operate>Booleans>Overlap>V olumes,弹出如图 10-9 所示的Overlap Volumes菜单，在文本框中输入1, 2,然后单击OK按钮关闭该对话框。8、选择 Main Menu>Preprocesor>Numbering Ctrls>Compress Numbers , 弹出 Compress Numbers 对话框，在Label下拉列表框中选择 Areas,点击Apply按钮，然后选择 Volu

8、mes,点击OK按钮 关闭该对话框。9、选择 Main Menu>Preprocesor>Modeling>Operate>Booleans>Overlap>Volumes ,弹出 Overlap Volumes菜单，在文本框中输入1, 2,然后单击OK按钮关闭该对话框。10、选择 Main Menu>Preprocesor>Numbering Ctrls>Compress Numbers ，弹出 Compress Numbers 对话框，在Label下拉列表框中选择 Areas,点击Apply按钮，然后选择 Volumes,点击OK按钮

9、关闭该对话框。11、选择 Utility Menu>Plot>Specified Entities>V olumes,弹出 Plot Specified Volumes 对话框， 在NV1文本框中输入1 ,单击Apply按钮，显示窗口中仅显示几何体1如图10-10所示；在NV1文本框中输入2,单击Apply按钮，显示窗口中仅显示几何体2如图10-11所示；在NV1文本框中输入3,单击OK按钮，显示窗口中仅显示几何体3如图10-12所示。从图中可以看出，几何体 1为手机电池模型，其外表面的编号为1318;几何体2为手机外壳模型，其外表面的编号为16;几何体3为手机内部材料模型，

10、其外表面的编号为712。图10-10手机电池模型图10-11手机外壳模型图10-12手机内部结构模型3、定义材料属性1、选择 Main Menu>Preprocesor>Material Props>Material Models ,弹出 Define Material Model Behavior对话框。2、在 Material Models Available 列表框中依次双击 Thermal、Conductivity、Isotropic 选项，弹 出Conductivity for Material Number 1 对话框，在文本框中输入锂电池的导热系数 84.8,单

11、击OK按 钮关闭该对话框。3、在 Define Material Model Behavior 对话框中选择 Material>New Model ,弹出 Define Material ID对话框，在文本框中入材料参数号2,单击OK按钮关闭该对话框。4、在 Material Models Available 列表框中依次双击 Thermal > Conductivity > Isotropic 选项，弹 出Conductivity for Material Number 1 对话框，在文本框中输入塑料外壳的导热系数0.18,单击OK按钮关闭该对话框。5、在 Define M

12、aterial Model Behavior 对话框中选择 Material>New Model ,弹出 Define Material ID对话框，在文本框中入材料参数号3,单击OK按钮关闭该对话框。6、在 Material Models Available 列表框中依次双击 Thermal > Conductivity > Isotropic 选项，弹 出Conductivity for Material Number 1对话框，在文本框中输入内部材料的导热系数10,单击OK按钮关闭该对话框。7、最后关闭 Define Material Model Behavior 对话

13、框。4、定义单元类型1、选择 Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete ,弹出 Element Type 对话框。 单击 Add 按钮，弹出如图 10-13 所示的 Library of Element Types 对话框，在 Library of Element Types 选项栏中分别选择 Thermal Solid、Tet 10node 87选项，然后单击 OK关闭该对话框。2、单击Element Type对话框上的 Close按钮关闭该对话框。图10-13定义单元类型对话框5、划分网格1、选择 Main Me

14、nu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Global>Size ,弹出 Global Element Sizes对话框，在 SIZE文本框中输入 0.002,单击OK按钮关闭该对话框。图10-14定义网格尺寸对话框2、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ,弹出 Meshing Attributes对话框，在MAT下拉列表框中选择 1,其余选项采用默认设置，单击 OK按钮关闭该 对话框。3

15、、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>V olumes>Free,弹出 Mesh Volumes 菜单，在 文本框中输入1,然后点击OK按钮开始划分锂电池模型的网格。4、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ,弹出 Meshing Attributes对话框，在MAT下拉列表框中选择 2,其余选项采用默认设置，单击 OK按钮关闭该 对话框。5、选择 Main Menu>Preprocessor>

16、Meshing>Mesh>V olumes>Free,弹出 Mesh Volumes 菜单，在 文本框中输入2,然后点击OK按钮开始划分手机外壳模型的网格。6、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ,弹出 Meshing Attributes对话框，在MAT下拉列表框中选择 3,其余选项采用默认设置，单击 OK按钮关闭该 对话框。7、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>V olumes>F

17、ree,弹出 Mesh Volumes 菜单，在 文本框中输入3,然后点击OK按钮开始划分手机内部材料模型的网格。6、施加边界条件1、选择 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Convection>On Areas ,弹出 Apply CONV on Areas菜单，在文本框中输入 1, 2, 3, 4, 5, 6,如图10-15所示，单击OK按钮关闭该 菜单。弹出Apply CONV on Areas 对话框，在VALI文本框中输入 50,在VAL2I文本框中输入 20, 如图10-16所示，然后单击

18、 OK按钮完成设置。2、选择 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Heat Generat>On Volumes,弹出如图10-17所示的Apply HGEN on VLs菜单，在文本框中输入1,然后点击 OK按钮关闭该对话框。弹出Apply HGEN on volume 对话框，在 VALUE 文本框中输入 138750,如图10-18所示，然后单 击OK按钮关闭该对话框。图10-15定义对流换热面菜单图10-16定义对流换热面对话框Ajaply C0H¥ on areas图10-17定义生

19、热体菜单图10-18定义生热体对话框7、定义求解类型选择 Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis ,弹出 New Analysis 对话框，选择分析 类型为Steady-state,单击OK按钮关闭该对话框。8、求解1、选择 Utility Menu>Select>Everything ,选择 Utility Menu>file>Save as 命令，弹出 Save Dtabase 对话框，在Save Dtabase to文本框中输入101_start.db,保存上述操作过程，单击 OK按钮关闭该 对

20、话框。2、选择 Main Menu>Solution>Soke>Current LS ,出现 Solve Current Load Step 对话框，同时出 现/STAT Command窗口，仔细阅读/STAT Command窗口中的内容，然后点击 Close按钮，关闭/STAT Command窗口。点击 Solve Current Load Step对话框中的 OK按钮，ANSYS开始求解计算。求解 结束后，出现Solution is done对话框，点击 Close按钮关闭该对话框。3、选择 Utility Menu>file>Save as 命令，弹出 Sa

21、ve Dtabase 对话框，在 Save Dtabase to 文本框中 输入101_end.db,保存求解结果，单击 OK按钮关闭该对话框。9、查看求解结果1、选择 Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution ,弹出 List Nodal Solution 对 话框，在 Item to be listed 列表框中选择 Nodal Solution>DOF solution>Nodal Temperature 选项，如图10-19所示，单击 OK按钮，ANSYS显示窗口显示如图10-20所示的各

22、节点的温度值。2、选择 Utility Menu>PlotCtrls>Device Options ,弹出 Device Options 对话框，单击/DEVI 复 选框中的 Vector mode (wireframe),使其状态从 On变为 Off。3、选择 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu,弹出如图 10-21 所示的 Contour Nodal Solution Data 对话框，在 Item to be contoured 列表框中选择NodalOK按钮，

23、ANSYS显示窗口显示如图 10-22Solution>DOF solution>Nodal Temperature 选项，单击 所示的手机温度分布的等值线云图。图10-19列表求解节点温度对话框图10-20各节点温度显示列表图10-21显示节点温度对话框皿皿门”«TEO=J SUB 7 51112-1TIWP (JLVS)I 抗 5MN 士口21白 MJC =23.3SANau& q sdo?UaJleDt图10-22手机温度分布等值线云图10.2工程实例2冷库复合隔热板热量流动分析该算例为冷库复合隔板热量流动分析，如图10-23为冷库复合隔热板的局部示意图，该

24、复合隔热板由两部分组成：隔热板的骨架有导热系数为 20 W/m-C的钢材料制成，在隔热板内部均匀交叉 排列两层导热系数为 0.1W/m-C的隔热材料。隔热板的尺寸以及板两个表面的空气温度和对流换热 系数已经在图中表示出。试求：(1)在给定长度的隔热板上的热流量；(2)给出隔热板的温度分布；(3)给出热流量的矢量图。在计算分析过程中我们将手机看做三个组成部分：塑料外壳、手机内部材料和手机电池。忽略手机内部线路和芯片，可以将手机电池看做唯一热源。简化后的手机模型如图10-2所示，图中单位均为cm。本实例拟采用 Solid 8node 77单元进行分析，分析类型为稳态。实例 102_start实例

25、102_end”AVICh1010 2.avi ”比咻攵件 附带光盘4g 附带光盘动再谟岳附带光盘1、定义分析文件名1、选择 Utility Menu>File>Change Jobname,在弹出的单元增添对话框中输入Example10-2 ,然后点击OK。2、选择 Main Menu>Preferences ,弹出 Preferences for GUI Filtering 对话框，点选 Thermal 复选 框，单击OK按钮关闭该对话框。2、建立几何模型1、选择 Main Menu>Preprocesor>Modeling>Create>Area

26、s>Rectangle>By Dimensions ，弹出 Create Rectangle by Dimensions对话框，在 X1、X2对话框中分别输入 0、0.0525,在Y1、Y2中分别输入 0、0.0675,如图 10-24 所示。2、单击Apply按钮，在 X1、X2对话框中分别输入 0.0025、0.0225,在Y1、Y2中分别输入 0.0025、0.03255,如图 10-25 所示。3、单击Apply按钮，在 X1、X2对话框中分别输入 0.0025、0.0225,在Y1、Y2中分别输入 0.035、0.065,如图 10-26 所示。4、单击Apply按钮，在

27、X1、X2对话框中分别输入 0.0275、0.0475,在Y1、Y2中分别输入0、 0.015,如图10-27所示。5、单击Apply按钮，在X1、X2对话框中分别输入 0.0275、0.0475,在Y1、Y2中分别输入0.0175、0.475,如图 10-28 所示。6、单击Apply按钮，在XI、X2对话框中分别输入 0.0275、0.0475,在Y1、Y2中分别输入0.05、0.675,点击OK结束，如图10-29所示。建立好的平面模型如图10-30所示。图10-24建立长方形几彳S面对话框1图10-25建立长方形几彳S面对话框2图10-26建立长方形几彳S面对话框3图10-27建立长方

28、形几彳S面对话框4图10-28建立长方形几彳S面对话框5图10-29建立长方形几彳S面对话框6图10-30平面几何模型7、选择 Main Menu>Preprocesor>Modeling>Booleans>Overlap>Areas ,弹出如图 10-31 所示的 Overlap Areas菜单，用鼠标左键点选钢材料墙体平面和任意一个隔热材料平面，然后在OverlapAreas菜单中单击OK按钮。8、接下来继续选择Main Menu>Preprocesor>Modeling>Booleans>Overlap>Areas ,在 Ove

29、rlapAreas菜单中继续用鼠标左键点选钢材料墙体和另一个隔热材料平面，然后单击OK按钮。9、对其余的隔热材料平面重复上述操作，将剩下的隔热材料平面分离出来。10、选择 Utiity Menu>PlotCtrls>Numbering ,弹出如图 10-32 所示的 Plot Numbering Controls 对话框。选择 AREA选项，使其状态由 Off变为On。单击OK关闭该对话框。11、选择 Main Menu>Preprocesor>Numbering Ctrls>Compress Numbers ，弹出 Compress Numbers 对话框，在L

30、abel下拉列表框中选择 Areas,点击OK按钮关闭该对话框。12、选择Utiity Menu>Plot>Areas ,建立完毕的几何模型如图10-33所示。图10-31平面分离菜单图10-32显示平面编号对话框图10-33完成后的平面几何模型3、定义分析单元1、选择 Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete ,弹出 Element Type 对话框。 单击 Add 按钮，弹出如图 10-34 所示的 Library of Element Types 对话框，在 Library of Element T

31、ypes 选项栏中分别选择 Thermal Solid、8node 77选项，然后单击 OK关闭该对话框。2、单击Element Type对话框上的 Close按钮关闭该对话框。图10-34定义单元类型对话框4、定义材料属性1、选择 Main Menu>Preprocesor>Material Props>Material Models ,弹出 Define Material Model Behavior对话框。2、在 Material Models Available 列表框中依次双击 Thermal、Conductivity、Isotropic 选项，弹 出Conduct

32、ivity for Material Number 1 对话框，在文本框中输入钢的导热系数20,如图10-35所示,单击OK按钮关闭该对话框。3、在 Define Material Model Behavior 对话框中选择 Material>New Model ,弹出 Define MaterialID对话框，在文本框中入材料参数号2,单击OK按钮关闭该对话框。4、在 Material Models Available 列表框中依次双击 Thermal > Conductivity、Isotropic 选项，弹 出Conductivity for Material Number

33、1 对话框，在文本框中输入隔热材料的导热系数0.1 ,如图10-36Define Material Model Behavior 对话框。所示，单击OK按钮关闭该对话框。最后关闭图10-35定义钢的导热系数图10-36定义隔热材料的导热系数5、划分网格1、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Lines>All Lines ,弹出 Element Sizes on All Selected Lines 对话框，在 SIZE文本框中输入 0.0025,如图10-37所示，单击 OK按钮

34、关闭该对话框。图10-37定义网格单元尺寸对话框2、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ,弹出 Meshing Attributes对话框，在MAT下拉列表框中选择 1,其余选项采用默认设置，如图 10-38所示，单 击OK按钮关闭该对话框。图10-38定义网格属性对话框3、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free ,弹出 Mesh Areas 菜单，用鼠标 左键点选钢材料框架的平面，然后

35、点击OK按钮开始划分钢材料模型的网格。网格如图10-39所示。4、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ,弹出 Meshing Attributes对话框，在MAT下拉列表框中选择 2,其余选项采用默认设置，单击 OK按钮关闭该 对话框。5、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free ,弹出 Mesh Areas 菜单，用鼠标 左键点选5个隔热材料平面，然后点击OK按钮开始划分网格。网格如图1

36、0-40所示。 III图10-39钢材料模型的网格6、施加边界条件1、选择 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Convection>On Lines,弹出如图10-41所示的Apply CONV on lines菜单，用鼠标左键点选隔热板最左侧的线段，然后点击菜单上的OK按钮。接下来弹出 Apply CONV on lines 对话框，在 VALI文本框中输入 200,在VAL2I文 本框中输入-50,如图10-42所示，单击OK按钮完成设置。图10-41施加线对流载荷菜单图10-42施加线对流载荷对

37、话框2、选择 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Convection>On Lines ,弹出 Apply CONV on lines菜单，用鼠标左键点选隔热板最右侧的线段，然后点击菜单上的OK按钮。接下来弹出Apply CONV on lines对话框，在 VALI文本框中输入 20,在 VAL2I文本框中输入 25,单击 OK按钮完成设置。7、定义求解类型选择 Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis ,弹出 New Analys

38、is 对话框，选择分析类型为Steady-state,单击OK按钮关闭该对话框。8、求解1、选择 Utility Menu>Select>Everything ,选择 Utility Menu>file>Save as 命令，弹出 Save Dtabase 对话框，在Save Dtabase to文本框中输入102_start.db,保存上述操作过程，单击 OK按钮关闭该 对话框。2、选择 Main Menu>Solution>Solve>Current LS ,出现 Solve Current Load Step 对话框，同时出 现/STAT Com

39、mand窗口，仔细阅读/STAT Command窗口中的内容，然后点击Close按钮，关闭/STAT Command窗口。点击 Solve Current Load Step对话框中的 OK按钮，ANSYS开始求解计算。求解 结束后，出现 Solution is done对话框，点击 Close按钮关闭该对话框。3、选择 Utility Menu>file>Save as 命令，弹出 Save Dtabase对话框，在 Save Dtabase to 文本框中 输入102_end.db,保存求解结果，单击 OK按钮关闭该对话框。9、查看求解结果1、选择 Main Menu>G

40、eneral Postproc>List Results>Nodal Solution ,弹出 List Nodal Solution 对 话框，在 Item to be listed 列表框中选择 Nodal Solution>DOF solution>Nodal Temperature 选项，如图10-43所示，单击OK按钮，ANSYS显示窗口显示如图10-44所示的各节点的温度值。2、选择 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu,弹出如图 10-45 所

41、示的 Contour Nodal Solution Data 对话框，在 Item to be contoured 列表框中选择 Nodal Solution>DOF solution>Nodal Temperature选项，单击 OK 按钮，ANSYS 显示窗口显示如图 10-46 所示的隔热板内部温度分布的等值线云图。图10-43列表求解节点温度对话框图10-44各节点温度显示列表工t:h io la eitcui： aL通 FengX二）Ec-ilZI 2,1= uti nx盛 D：|? EalnH anLlJxUon口 U7Il图10-45显示节点温度对话框SulillTX

42、QBST6P-1等叩=1T>IE=1TEMP IAYG-JIPS 53=0SM!T =7b2QgSNZ =-l&.r62"l-S-3,346一丸金日HKAIM-以灯d 5 20D9M = 24!£H必 Ihtr*4d * Ml eatMi The «a1 7141图10-46隔热板内部温度分布等值线云图3、选择 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Vector Plot>Predefined ,弹出如图 10-47 所 示的 Vector Plot of Predefined Vec

43、tors 对话框，在 Item 选项卡中选择 Flux & gradient >Thermal flux TF 选项，其余采用默认设置，单击 OK按钮关闭该对话框。隔热板内的热量流动矢量分布如图10-48所示。:iTh?=lT7EiiEg Ntia7,e3 cwlit-1.图10-47矢量显示对话框fc59WFANAWi 5 Z00909s27il图10-48隔热板内热量流动的矢量分布10.3工程实例3电子元器件散热装置温度分布'庇器 |附带光盘“ 实例103_start ”、*零E件一一附带光盘“实例10 3_end ”附带光盘"AVICh1010 3.avi

44、在本实例中的电子元器件工作时，由于有电流白通过会向外发出热量，其生热率为1000kW。如此大的散热量需要利用导热性能较好的材料及时导出，否则电子元件容易烧毁。本实例中的电子元件主要由铜制的线路组成，铜的导热系数为386 W/rm- C；在电子元件外包有钢制的保护层，钢的导热系数为20 W/m-C；在钢制保护层上表面粘接导热系数为180 W/m-C铝制散热肋片。其几何结构如图10-49所示。试求：(1)整个系统的温度分布；(2)整个系统的温度最大值；(3)将求解结果输出图片(不可使用截图软件截图)。图10-49散热组件结构图由于在本实例中，电器元件的散热率以及各材料的属性均可认为恒定，不随时间和

45、温度的变 化而变化。故本例可采用稳态求解类型进行求解。1、定义分析文件名1、选择 Utility Menu>File>Change Jobname,在弹出的单元增添对话框中输入Example10-3 ,然后点击OK。2、选择 Main Menu>Preferences ,弹出 Preferences for GUI Filtering 对话框，点选 Thermal 复选 框，单击OK按钮关闭该对话框。2、建立几何模型1、选择 Main Menu>Preprocesor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By D

46、imensions ，弹出 Create Rectangle by Dimensions对话框，在X1、X2对话框中分别输入 0、0.05,在Y1、Y2中分别输入 0、 0.03,如图10-50所示。2、单击Apply按钮，在X1、X2对话框中分别输入 0.02、0.03,在Y1、Y2中分别输入0.01、 0.02,如图10-51所示。3、单击Apply按钮，在X1、X2对话框中分别输入 0、0.05,在Y1、Y2中分别输入0.03、0.05, 如图10-52所示。4、单击Apply按钮，在X1、X2对话框中分别输入 0.01、0.02,在Y1、Y2中分别输入0.04、 0.05,如图10-5

47、3所示。5、单击Apply按钮，在X1、X2对话框中分别输入 0.03、0.04,在Y1、Y2中分别输入0.04、 0.05,单击 OK,如图10-54所示。图10-50建立长方形几彳S面对话框1图10-51建立长方形几彳S面对话框2图10-52建立长方形几彳S面对话框3图10-53建立长方形几彳S面对话框4图10-53建立长方形几彳S面对话框56、选择 Main Menu>Preprocesor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas ,弹出 SubtractAreas菜单，在文本框中输入 3 （或用鼠标左键点选第

48、3个长方形），单击OK按钮，然后在文本框中输入4,单击OK按钮。完成此步骤后，小长方形4将大长方形3的相应位置截取为空白。7、重复上面的方法，利用小长方形5将大长方形3的相应位置截取为空白。8、选择 Main Menu>Preprocesor>Modeling>Operate>Booleans>Overlap>Areas ,弹出 OverlapAreas菜单，在文本框中输入1, 2,单击OK按钮关闭该对话框。9、选择 Main Menu>Preprocesor>Numbering Ctrls>Compress Numbers , 弹出 Co

49、mpress Numbers 对话框，在Label下拉列表框中选择 Areas,单击OK按钮关闭该对话框。10、选择 Main Menu>Preprocesor>Modeling>Operate>Booleans>Glue>Areas ,弹出 Glue Areas 菜单，用鼠标点选铝制散热片平面和钢制外壳平面，然后单击OK按钮关闭该对话框。压缩平面编号，建立好的几何模型如图10-54所示。其中1号平面为铜制电子元件，2号平面为铝质散热片，3号平面为钢制外壳。图10-54散热装置几何模型模型3、定义材料属性1、选择 Main Menu>Preproces

50、or>Material Props>Material Models ,弹出 Define Material Model Behavior对话框。2、在 Material Models Available 列表框中依次双击 Thermal、Conductivity、Isotropic 选项，弹 出Conductivity for Material Number 1 对话框，在文本框中输入铜的导热系数 386,如图10-55所示, 单击OK按钮关闭该对话框。3、在 Define Material Model Behavior 对话框中选择 Material>New Model ,

51、弹出 Define Material ID对话框，在文本框中入材料参数号 2,单击OK按钮关闭该对话框。4、在 Material Models Available 列表框中依次双击 Thermal > Conductivity、Isotropic 选项，弹 出Conductivity for Material Number 1 对话框，在文本框中输入铝的导热系数 180,如图10-56所示, 单击OK按钮关闭该对话框。5、在 Define Material Model Behavior 对话框中选择 Material>New Model ,弹出 Define Material ID

52、对话框，在文本框中入材料参数号 3,单击OK按钮关闭该对话框。6、在 Material Models Available 列表框中依次双击 Thermal > Conductivity、Isotropic 选项，弹 出Conductivity for Material Number 1 对话框，在文本框中输入钢的导热系数20,如图10-56所示,单击OK按钮关闭该对话框。图10-55定义铜的导热系数图10-56定义铝的导热系数图10-57定义钢的导热系数4、定义分析单元1、选择 Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/De

53、lete ,弹出 Element Type 对话框。 单击 Add 按钮，弹出如图 10-58 所示的 Library of Element Types 对话框，在 Library of Element Types 选项栏中分别选择 Thermal Solid、8node 77选项，然后单击 OK关闭该对话框。2、单击Element Type对话框上的 Close按钮关闭该对话框。图10-58定义单元类型对话框5、划分网格1、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Lines>All

54、Lines,弹出 Element Sizes on All Selected Lines对话框，在SIZE文本框中输入 0.005,在Space文本框中输入 1, 如图10-59所示，单击 OK按钮关闭该对话框。图10-59定义网格单元尺寸对话框2、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ,弹出 Meshing Attributes对话框，在MAT下拉列表框中选择 1,其余选项采用默认设置，如图 10-60所示，单 击OK按钮关闭该对话框。图10-60定义网格属性对话框3、选择

55、Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free ,弹出 Mesh Areas 菜单，在文本 框中输入1,然后点击OK按钮开始划分电子元件模型的网格。4、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ,弹出 Meshing Attributes对话框，在MAT下拉列表框中选择 2,其余选项采用默认设置，单击 OK按钮关闭该 对话框。5、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing

56、>Mesh>Areas>Free ,弹出 Mesh Areas 菜单，在文本 框中输入2,然后点击OK按钮开始划分散热片模型的网格。6、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ,弹出 Meshing Attributes对话框，在MAT下拉列表框中选择 3,其余选项采用默认设置，单击 OK按钮关闭该 对话框。7、选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free ,弹出 Mesh Areas 菜单，在文本 框中输入3,然后点击OK按钮开始划分钢制外壳模型的网格。8、划分好的网格如图10-61所示。6、施加边界条件1、选择 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Heat Generat>On Areas ,弹出 Apply HGEN on ARs菜单，在文本框中输入 1，单击