确定散热器CFD模拟和检查
你可以外卖
更清晰的了解散热器CFD模拟
更好的了解瞬态热有限元分析等分析功能
优化你的散热器CFD模拟的几何
散热器CFD模拟结果
有人打开了一个旧电脑了大块金属放在一个CPU, GPU,或其他大功率集成电路。不同散热器的形状可以大相径庭,非常独特。这些形状不是偶然选择,他们仔细检查和设计使用一系列的散热器CFD模拟。所以你怎么能确定最佳几何散热器,为什么需要CFD模拟?
典型的散热器的几何是相当复杂的,它不能准确的检查分析,因此需要一个模拟方案,解决了相关数值计算流体动力学问题。基本方程的CFD分析在任何情况下不能解决,所以数值技术必须了解气流除去热量从电子元件和散热片。这就是进入一个CFD模拟和你应该检查在一个模拟。
进入散热器CFD模拟什么?
所有的CFD模拟是解决navier - stokes方程,流体动量守恒方程,任意几何形状的热方程。在某些限制的情况下,特别是几何是相当简单的,您可以应用一些近似方程和稳态解。在更复杂的几何图形,你几乎无法得到一个完整的时间解决方案的分析方程。
因为典型的散热器的几何可能相当复杂,而且由于热转移系统中随着时间的推移,CFD数值模拟需要执行检查如何远离热量传递一个组件。如果你设计一个散热器的大功率集成电路或其他组件时,您需要考虑以下几个方面系统的散热器CFD仿真:
源和汇:你的组件是一个热源,任何强迫或自然气流通过系统作为热沉。热源被定义为组件的电流分布,而气流被定义为任何的存在迫使从球迷和自然对流。
系统网:网格系统中需要指定在一个FDTD模拟(时间问题)或在一个有限元分析模拟(稳态问题)。细孔网将提供更准确的结果,但它需要长收敛时间。
边界条件:系统需要指定的边界条件。这通常是指定为一个极限尺寸趋于无穷时,或在一个特定的表面的边缘系统。
初始条件:CFD模拟的瞬态行为是极其敏感的系统中初始条件的变化。你可以尝试遍历多个初始条件检查的敏感性。
虽然可以模拟系统的时间行为,您的系统最终会达到一个稳定状态,只要热源和气流源是不变的。你可以阅读更多关于稳态和之间的区别瞬态热本文有限元分析模拟。
时间的一个有用的应用程序模拟检查组件的温度如何变化,以应对其功耗的变化,气流速度的变化紧随其后。这给你一个策略来确定风扇应该开启或关闭时,或者当速度应该改变以应对组件当前使用的变化。气流速率都有一个关联的速度场,会告诉你哪里热往往是运输从散热片和转移到更大的系统。如下所示使用速度轮廓,这应该检查使用CFD模拟。
速度轮廓显示气流速率由于风扇散热器CFD模拟:(上)等距视图和(底部)视图。
气流速度轮廓、空气温度和稳态热沉和组件的温度取决于散热器的几何形状。因此,你的目标在一系列的散热器CFD模拟是确定几何,最大化散热组件感兴趣的。
在CFD模拟优化散热器几何
因为典型的散热器的几何可能非常奇怪,最大化的最好方法热传输从一个组件是不同的不同的散热器结构的几何参数。每次结构改变的一个方面,一个新的CFD仿真运行来确定这如何影响散热器的散热。这个简单的程序,您可以生成一组曲线,显示了如何从散热器散热随不同散热器的几何参数。
一旦你确定了散热器几何最大化传热远离IC,你应该模拟热量是如何在整个运输系统。一个简单的方法是设置组件的温度与优化水槽作为边界条件,定义了组件热运输远离热源。然后您可以确定最后的温度在较大系统通过定义其他重要的热源和稳态仿真。
3 d结果热CFD模拟为一个更大的系统。这表明热量转移远离散热器,进入系统的其余部分。
这种类型的模拟可以用来确定一个更激进的热管理策略应该使用在您的系统。例子包括把散热片放在附近的组件,策略性地放置冷却风扇在特定组件或外壳,或执行重新设计整个系统外壳。每次修改设计,您应该检查,创建一个更理想的系统内部的温度分布。
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