例7 散热片的热过程分析

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1、例7散热片的热过程分析7.1问题描述本例题讨论的问题可以作为带对流边界条件的热传导问题的基础。该问题的模型是左侧2×0.5的矩形，右侧中间是一个0.6667×0.5矩形散热片。模型的垂直边与散热片的各边存在对流边界条件，其顶边和底边都是绝热的。散热片的截面图如图7-1。图7-1散热片的截面图7.2生成网格主菜单如图7-2，先进入几何建模菜单命令，如图7-3：图7-2主菜单图7-3几何建模MESHGENERATION(网格生成)SET（设置栅格）UDOMAIN（输入分布U，V上的数值）01GRID（ON）（打开栅格）FILL（

2、填充）RETURN（返回）ELEMENTS：ADD（单元的节点选取）NODE（0.0，-1.0，0.0）NODE（1.0，-1.0，0.0）NODE（1.0，1.0，0.0）NODE（0.0，1.0，0.0）GRID（OFF）（关闭格栅）FILLSUBDIVIDE（细分单元）DIVISIONS（输入在U，V，Z方向上细划的份数）891ELEMENTS（单元选取）ALLEXISTING（选取全部单元）RETURN（细划分结果如下图7-4）图7-4网格划分ELEMENTSREM(去掉图7-5所示的单元)图7-5删除多余单元END

3、LIST（结束选取）SWEEP（消除重复的或距离过小的几何元素和有限单元元素）REMOVEUNUSED：NODES（除掉无关的自由节点和几何点）ALL（消除所有重合的几何点、线，面，单元）RETURNRENUMBER（重新编号）ALL（对所有的单元，节点进行编号）（生成网格如图7-6）MAIN图7-6生成的网格7.3定义两个对流边界条件参见图7-7和图7-8。BOUNDARYCONDITIONS（边界条件）THERMAL（热传导条件的定义）EDGEFILM（平面、轴对称、壳单元对流边界定义）(此时跳出窗口如图7)FILMCO

4、EFFICIENT（TOP）（定义对流系数）800/（3600*144）SINKTEMPERATURE(TOP)（定义环境温度）2500OKEDGESADD(选择施加边界：垂直面的左边)(pickedgesonleftverticalsurfaces)ENDLISTNEW（定义新的边界条件）（此时的NAME由apply1变成apply2，再次输入边界条件）EDGEFILMCOEFFICIENT(TOP)600/（3600*144）图7-7对流边界条件设定SINKTEMPERATURE(TOP)1000OKEDGESADD(选

5、择施加的边界：垂直面的右边)(pickedgesonrightverticalsurfaces)ENDLISTRETURNIDBOUNDARYCONDS（此时可以看见如图7-8边界条件）MAIN图7-8边界条件7.4定义初始条件参见图7-9。INITIALCONDITIONS（定义初始条件）THERMAL（热传导分析初始条件）TEMERATRURE（定义分析的初始温度）TEMERATRURE(TOP)70OKNODE：ADDALLEXISTINGMAIN图7-9初始条件7.5定义材料特性参见图7-10。MATERIALPRO

6、PERTIES（定义材料特性）MATERIALPROPERTIESHEATTRANSFER（定义热传导分析材料特性）CONDUCTIVITY（定义热的传导率）6e-4SPECIFICHEAT（定义比热）0.146MASSDENSITY（定义质量密度）0.283OKELEMENTS:ADDALLEXISTINGMAIN图7-10材料特性定义7.6定义瞬态和稳态热传导工况参见图7-11和7-12。LOADCASES（载荷工况的定义）HEATTRANSIFER（热传导分析）TRANSIENT（瞬态热分析）TOTALLOADCASE

7、TIME（定义工况分析历程的总时间）6ADAPTIVETEMPERATURE（定义自动时间步长的与温度有关的参数）图7-11工况定义PARAMETERS（此时弹出窗口如图7-12）MAX#INCREMENTS（最大的增量步）200INITIALTIMESTEP（初始时间步1s）1OKOKNEW（定义新的工况）STEADYSTATE（稳态的热传导分析）OKMAIN图7-12瞬态热传导定义7.7定义工作参数并递交运行操作菜单命令如下：可参见图7-13。JOBS（定义工作参数）HEATTRANSFER（选择热传导分析条件）Lcas

8、e1Lcase2PLANAR（定义平面分析类型）ANALYSISOPTIONS（选择要分析的选项）LUMPCAPACITY（集中热容）OKOKFILES（文件保存）SAVEASHeat1OKRETURNRUN（运行）SUBMIT1（提交作业、生成运行所需文件）MONITOR（监控运行状态）