solidworks flow simulation中文教程第八章efd zooming应用

EFDZoomingEFD.Lab的EFDZooming功能用一个工程化的例子来演示，这个例子是为电子设备如图所示这个电子设备组件模型包括了着重考虑的主散热器。安装在设备处的风扇吹风进入设备内部，其目的是对温度升高的电子元器件（其内部有热源）进行冷却。扁平的主被贴赋在由绝缘材料构成的主板上。为了使主更好的冷却，在芯片的上表面安装了一个搭载风扇的散热器。这个问题的工程目的是确定分别使用两个不同散热器时主的温度。在电子设备内其它的条件都是不变的。因此，我们可以发现这个两个不同外形散热器之间的制冷能力差异。散热器的外形比较(No.1and正如你所看到的，除了主的散热器之外电子设备内部所有的元件都被定义为粗糙的模型，这些模型没有详细的几何特征，主要是因为它们不会影响要进行重点分析的主芯片温度（设备模型被简化到这个程度是刻意的）。恰恰相反，散热器的每一个外形特征都得到了详细的描述，薄翅片(厚度01in)之间具有狭长的通道(缝隙宽0.1in)。 第法也是最直接的方法，我们使用LocalnitialMesh选项对散热器狭长通道和薄翅片的网格进行精练，之后分别对不同外形散热器的方案计算整个电子设备内部的流场。通常情况下，Heatconductioninsoids选项在计算时要开启。另外一个方法求解要分为两个阶段(EFDZooming使用TransferredBoundaryCondition选项)。以低的结果求解精度并且不对散热器的详细特征进行求解（采用平行六面体来替代梳状的散热器），此外关闭Heatconductioninsolds选项，在此基础上对整个电子设备的内部流动进行求解计算。使用TransferredBoundaryCondition选项，采用第一阶段的计算结果作为边界条件，在散热器狭长通道和薄翅片上定义良好的计算网格，同时要开启Heatconductioninsolids选项，对包含了主的小求解域进行真实的梳装散热器EFD首先我们通过TransferredBoundaryCondition选项，使用第二种方法(EFDZooming)LocalInitialMesh选项，使用第法来进行求解。EFD第一阶段EFDZooming的目的是计算整个电子设备内部的流动，所以没有必要对一些流动的小特征进行求解（也就是散热器翅片间的流动）。因此，我们以一个平行六一个平行六面体散热器被用于第一阶段的EFD在这一简化模型阶段允许我们使用低精度的自动初始化网格（我们使用4和自动设置的最小缝隙尺寸及最小壁面厚度进行电子设备内部的流动求解。此外，在这一阶段由于我们不计算主的温度，所以没有必要计算固体的导热。然而，我们定义了主、散热器（平行六面体）表面、小（在这个例子中它们也发热）表面的热功耗统一为5W，为了模拟空气流过电子设备时被加热。这么做不是必须的，但在这一阶段关闭固体导热可以节省计算机资源。因此，在这一阶段对计算机资源（内存和计算时间）的要求被大大减少。EFD模型定义：TutorialPE1-EFDZooming文件夹到你的工作，此外由于EFD.Lab在运行时会对其输入的数据进行，所以必须确保文件处于非只读状态。运行打开EnclosureAssembly.SLDASM组件。选择Zoom-Global-L4例子。注意散热器(HeatSink.SLDPRT)是平行六面体的。项目定义按下表使用 ProjectUsecurrent:ZOOM-GLOBAL-UnitysisInternal;ExcludecavitieswithoutflowPhysicalNophysicalfeaturesareWallAdiabaticwall，DefaultsmoothInitialDefaultResultandGeometryResultresolutionlevelsetto4，otheroptionsareLevelofinitialmesh4与向导中定义的Resultresolutionlevel一样。ResultResolution在创建项目时定义两个LevelofinitialmeshResultsresolutionlevel.。Levelofinitialmesh受InitialMesh框决定并且仅仅控制初始化网格。Resultsresolutionlevel受CalculationControlOptions框决定并GeometryResolutionInitialMesh框中进行改变，单位系统USAW点击 LengthInchTotalheatflow&power定义Watt。点击Save在SavetoDatabase框，展开组并且选择UserDefined命名新的单位系统为Electronics点击OK返回到UnitSystem框点击OK边界条件：我们在处定义外部风扇，以及在3个出口处的环境压力。想要获得关于如何设置边界条件更详细的解释请参考FirstSteps-ConjugateHeatTransfer正如这一章节前面所提到的，为了模拟经过电子设备时流体的，我们分别定义了主、散热器（平行六面体）表面、小（在这个例子中它们也发热）表面的热功耗统一为5W。因为在这个项目中我们不考虑导热，表面热源仅仅被应用到与流体相接触点击 ysis，Insert，SurfaceSource在特性管理设计树选择HeatSink和MainChip元件。EFD.Lab自动选择散热器的所有面和主元件。与流体不接触的面必须从Facestoapplythesurfacesource列表中去除点击FilterFaces选择Leaveonlyouterfacesandfacesincontactwithfluid。点击Filter设置热源的值为5W点击OKEFDEFDZooming的第二阶段目的是确定主的温度，我们对包括了主的小计算域进行散热器上的流动仿真，使用TransferredBoundaryCondition选项去采用第一阶段的计算结果作为边界条件。为了计算固体的温度，我们开启Heatconductioninsolids选项。因为在这一阶段求解域被减小，所以在散热器狭长的通道和薄翅片上可以EFD模型定义激活Zoom-SinkNo1-L4项目定义如下所示使用Wizard这里，我们通过定义Resultresolutionlevel(Levelofinitialmesh)4，使用自动初始网格，但与第一个阶段计算不同的是，我们手动定义最小缝隙尺寸为0.1in以下一步，减小计算域去着重关注主，也就是完成EFDZooming计算域减小求解域是EFDZooming的目的，必须利用第一阶段的计算结果作为第二阶段求解域的边界条件。因此为了在第二阶段获得可靠的计算结果，须定义计算域的边界（与全局坐标系的X，Y，Z平面相平行）条件满足下列几项：这个边界不能太靠近感的物体，因为这些物体的特征在第一阶段没有得到求定义或转移到边界上的边界条件必须与问题描述相的一致。（举例，如果问题中着重考虑的是由导热材料构建的主板，如果求解域的边界切到主板那么这样这是不合理的，因为这将导致从到主板产生一个错误的热流）在这个项目中我们定义以下的求解域边界来满足以上所提及的各项要求。点击Flowysis，Computational按如下所示调整求解域的大小。Xmin=-2.95in(完全位于侧面铝制机壳的内部，因为在和机壳之间有一热绝缘的主板以及空气流动，所以这个材料不会影响主的温度，由于所有固体初始条件温度定义6809°F，所以它的边界温度也会自动的被定义为这一值)。Xmax=0.7in(在这一边界上流体区域的边界条件由第一阶段的计算结果转移而来，在电子设备铝机壳中的上部边界与Xmin=2.95in处一样会得到自动的定义，此外位于主板上的下部边界条件与Zmin=-1in处一样会得到自动的定义)。Ymin=-1in，Ymax=4in(在这个边界处的边界条件和同样位于铝机壳面内的Xmax =0.7in一样得到定义)。Zmin=-1.1inZmax=1.2in完全位于电子设备上部机壳的内部，因此与Xmin=-2.95in的边界条件相同，在这一边界上会得到自动定义)。边界条件：点 ysis InsertTransferredBoundaryCondition增加 Xmax， Ymax和 Ymin transferredboundarycondition列表。增加边界，选择它并且点击Add，点击Next在Step2，点击Browse选择EFD.Lab项目，它的结果将被用于当前Zoom-SinkNo1-L4项目的边界条件。在BrowseforProject框选择Zoom-Global-L4例子并且点击OK点击Next在Step3，接受Ambient作为Boundaryconditiontype点击Finish在主上5W的体积热固体材料：MainChip由硅构成(Pre－Defined/MotherBoard和Enclosure由绝缘材料构成所有的其它零件(举例：散热器)目标将主和散热器的最大和平均温度定义为体积目标。运行计算所获得的结果在下图和下表中所示。这些结果都是基于No.1如果你观察计算网格，你可能会发现每一个散热器通道内有两个网格，每一个散热片也有两个网格。No.1形散热器在Y=-0.3in事实上，MinimumgapsizeMinimumwallthickness影响同一个参数，这个参数称之EFD.LabsizeMinimumgapsizeLevelofinitialmesh非线性MinimumgapsizeMinimumwallthickness就不会影响生成的网格。改变散热器现在我们来看一下使用No.2形散热器所引起的结果改变。首先，我们改变散热器的定义为No.2形式，但是所有的EFDZoomingEFD.Lab项目第二阶段的设置得到保留。因为我们可以在这个项目中使用先前计算结果，所以不需要对EFD缩放的第一为这个新模型定义类似的EFD.Lab项目最快捷的方法是先前存在的项目到这个项目到现有的定义：点击Flowysis，Project，Clone点击Addtoexisting 列表选点击OK。在点击OK之后，两个警告信息出现，询问你是否要重新设置求解域和生成网格。选择No来放弃改变计算域的大小，选择Yes来重新生成网格。所得到的结果如下表格和所示。很明显使用NO2形散热器的主温度被减少了大约15°F。引起这种效果的原因是散热器翅片面积的增加和在散热器翅片狭长通道中流线型流动(在No.1形散热器中大约有一半的通道是被逆流漩涡所占据的)。为了验证使用EFDZooming方法所获得的结果，现在我们使用LocalInitialMesh选求解相同的问题。使用这一选项，我们在模型中增加一个包含主的平行六面体并且在ComponentControl 控制框中将其关闭。这积代表了一个流动区域，在这一区域我们可以使用LocalInitialMesh 通过增加一个应用LocalInitialMesh使用LocalInitialMesh方法的EFD.LabProject(Sink为了创建项目我们Zoom-SinkNo1-L4到现有的LocalMesh-SinkNo1-N2结构，但与先前的不同，我们重新设置计算域的大小为默认尺寸，以便这个计算域包含整个模型。激活Zoom-SinkNo1-L4例子。打开CloneProject框，点击AddtoExisting，并且在Existingconfiguration列表选择LocalMesh-SinkNo1-N2。在点击OK之后，对出现的信息按Yes边界条件：首先去除内部所含的转移边界条件。右击模型树中的TransferedBoundaryCondition1项并且选择Delete。下一步，使用CopyFeatureZoom-Global-L4边界条件激活Zoom-Global-L4点击Flowysis，Tools，CopyFeatures。CopyFeatures框出现。按住Ctrl键并且在EFD.Lab分析树中选择EnvironmentPressure1和ExternalInletFan1项。这些特征将出现在Featurestocopy列表。选择LocalMesh－SinkNo1－N2作为TargetProject点击 激活LocalMesh-SinkNo1-N2目前在主上已经有5W的体积热源存在，对于片增加5W热功率。固体材料以下定义的材料从先前项目中保留下来，所以你不需要再次创建它们，但是你需要去编辑SiliconSolidMaterial1包含片并且编辑InsulatorolidMateral1包含盖。MainChipSmallchips由硅构成MotherBoard，Enclosure，Inlet 和Outlet 是由绝缘体构PCB1和PCB2是由环氧树脂构成（UserDefined，Epoxy）目标点击Flow ysis，InitialMesh调整自动初始化网格设置。设置Levelofinitialmesh为3。因为固体内部开启了导热，设置Levelofinitialmesh为4将产生大量的网格。为了减少这个例子的计算时间，Levelofinitialmesh减小为3.注意Resultresolutionlevel4，因为它是在向导中定义的。想要看resultresolutionlevel的值，可以点击Flowysis，CalculationControlOptions，之后点击Reset。关闭Reset框，点击Cancel。点击Flow 定义局部初始网格设置：对某个区域应用局部网格设置，我们需要用一个元件来替代这个区域，同时这个元件要在ComponentContol框中进行关闭。点击Flowysis，Insert，LocalInitialMesh。在特性管理设计树中选择LocalMesh元勾选Disablesolidco