基于Fluent的水冷板式散热器数值模拟与试验研究.pdf

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1、2010年第38卷第2期流体机械57文章编号：1005---0329(2010)02—0057—04基于Fluent的水冷板式散热器数值模拟与试验研究贺荣，龚曙光，李纯，陈敏(1．湘潭大学，湖南湘潭411105；2．株洲时代散热技术有限公司，湖南株洲412000)摘要：对水冷板式散热器进行了理论计算，并对其物理模型进行合理的简化处理，利用Fluent软件，采用SIMPLE算法和标准k一8湍流模型，通过求解三维N—S方程和能量方程模拟了散热器的散热过程。最后进行了试验研究，试验测试和理论计算、数值模拟三者数据基本吻合，说明

2、数值模拟方法能真实反映水冷散热器内部的复杂流动，为散热器的设计和改进提供理论依据。关键词：水冷散热器；Fluent；数值模拟；k一8湍流模型中图分类号：TB4文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．02．014ExperimentalStudyandNumericalSimulationoftheWater-cooledPlateRadiatorBasedonFluentHERong一，GONGShu—guang，LIChun，CHENMin(1．XiangtanUniversi

3、ty，Xiangtan411105，China；2．ZhuzhouTimesThermalTechnologiesCo．，Ltd．，Zhuzhou412000，China)Abstract：Thetheorycalculationofwater—cooledplateRadiatorwasdone，onthebasisofsimplifyingthewater-cooledplateRa-diator~physicalmodelrationally，thecoolingprocessofradiatorwassimula

4、tedbyusingtheFLUENTsoftware．Duringtheprocessofsimulation，theSIMPLEarithmeticandk-eturbulentmodelwereadopted，andthentheN—Sequationandenergyequationweresolved．Theexperimentalstudyofwater—cooledplateRadiatorwasperformedsubsequently，andthemeasureddatamatchwithsimulat

5、ionandtheorycalculationresultsbasically．Itshowsthatnumericalsimulationcanreallyreflectthecomplicatedflowofra—diatorinteriorandsometheorybasisforthedesignandimprovementofwater—cooledplateRadiatorisprovided．Keywords：water—cooledplateradiator；fluent；numericalsimulat

6、ion；k-eturbulentmodel1前言极管的散热器的温度梯度进行了研究J，LiHua等人对碳一铜复合材料散热器在不同的热载荷和随着电力电子技术、加工技术和大规模、超大冷却条件下的整体性能进行了研究J，郭洪卫等规模集成电路的发展，电力电子设备的散热问题对装载机上用水冷散热器取代风冷散热器的进行越来越受到关注，尤其是在大功率应用领域，以了探讨j。而国内外对水冷散热器数值模拟研究IGBT和IGCT大功率D电子器件的发展最为迅的文献中，却很少进行相应的试验研究。谢旭良、速，其散热问题成为电力技术人员急于解决的问陶文铨等

7、对一款正方形截面扰流柱交错布置的水题。冷散热器进行了三维层流流动与换热的数值模目前在工程应用方面，水冷散热器的结构设拟，但是没有涉及湍流模型和试验验证J。刘衍计大部分是经验设计，实际的散热效果并不理想，平等用ANSYS／FLOTRAN对耗散功率为4—6kW唯一的测定方法就是试验，但是采用试验方法存的水冷散热器进行了数值模拟，但是同样未进行在着时间长、成本高、试验条件有限、试验数据不试验验证。准确等因素。如GUOYong—sheng，LinRin—本文先用经验公式对散热器的热性能进行了sun等对航天器上碳氢燃料高温结构部分

8、的散热理论计算，然后利用fluent软件模拟了国内某型器进行过研究，Xiangwu等对大功率桥接激光二号电力机车用水冷散热器的散热过程，得到散热收稿日期：20o9__09_2l58FLUIDMACHINERYVo1．38，No．2，2010器的温度分布和内部流体的流动情况，并且通过对模拟的数据进行分析找出其存在的结构