Enclosures 腔体是六个Plate面建立的内部充满空气的腔体模型,每个面可以设置为Opening(自由开口边界)、Thick(真实厚度的传导厚板)、Think(无厚度额传导薄板),其编辑面板中的info、Notes 、Geometry(几何尺寸)的设置方法与上面介绍的一样,主要是Properties(属性)选项卡设置不同。

Ansys Icepak自建模对象—Enclosures 腔体和Wall壳体

Wall壳体只能放置于Cabinet(计算区域边界)或者Hollow block边界上,用于模拟机箱等系统的外壳,Wall壳体内部表面和计算区域内的流体接触,外部表面可输入热流密度、壁的恒定温度、对流换热系数与外界环境换热。其编辑面板中的info、Notes 、Geometry(几何尺寸)的设置方法与上面介绍的一样,主要是Properties(属性)选项卡设置不同。

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Wall壳体类型有三种:Stationary(固定的壳体)、Symmetry(对称的壳体)、Moving(移动的壳体)。

一)Stationary(固定的壳体)

Wall thickness:外壳真实厚度,勾选Effrctive thickness后将不显示外壳的厚度,此时为传导薄壳Wall。

Solid material:实体材料属性。

External material:外壳外表面材料。

Internal material:外壳内表面材料。

External conditions:外部条件下拉框中有三种可选择的边界条件:第一类热边界条件(温度边界条件)、第二类热边界条件(热流边界条件)、第三类热边界条件(对流换热边界条件)。

  • Temperature第一类热边界条件(温度边界条件):壳体恒定的壁面温度,可是固定值或者不同区域的温度以及随时间变化的瞬时的温度。

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  • Heat flux第二类热边界条件(热流边界条件):壳体外界的热流密度,可是固定值或者不均匀的热流密度以及随时间变化的瞬时的热流密度。

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  • Heat transfer coefficient第三类热边界条件(对流换热边界条件):壳体外表面与外界换热系数,在Heat transfer coeff换热系数下拉框中有Constant固定值的换热系数,不同冷却方法的准则公式计算的换热系数,或经验数值输入。

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选择Use correlation:表示不同散热方法的换热系数计算,点击Edit按钮。

A.选择Forced convection 强迫换热参数:Fluid material表示流体的材料。Flow type流体的状态有两种选择:层流(Laminar)和湍流(Turbulent)。Heat transfer coeff换热系数有Local values 固定值和Average value平均值两种。Free stream velocity:流体流动速度。其中层流和湍流的散热方式的换热系数计算公式被写入Icepak软件中:

  • 层流:h=(0.664λRe5L Pr0.3333/ L)
  • 湍流:h=(0.037λRe8L Pr0.3333/ L)

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B.选择Natural convection自然散热换热系数,Fluid material表示流体的材料,Ambient temperature :表示Wall外侧流体温度,Surface:表示以重力方向为参考,Wall放置的方式,Vertical竖直或垂直与重力方向平行,模型Top顶面与重力方向垂直,模型Bottom底面与重力方向垂直。Gravity direction重力方向。

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二)Symmetry(对称的壳体)

Wall为两侧对称的中间面壳体,对称的壳体两边是相同的(左侧和右侧相同),且两侧的变量没有梯度,对称的中间面壳体表面有相应的速度。

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三)Moving(移动的Wall壳体)

Wall壳体为移动的壁面,在Wall壳体可以输入移动速度,其余设置与固定的壳体相同。

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