欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:9230545
大小:1.50 MB
页数:10页
时间:2018-04-24
《cfd 在实际设计中的作用》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、白皮书CFD在实际设计中的作用摘要本白皮书以两款散热器、一款医疗吸引设备、一款家用烤箱以及一款工业控制阀作为实例.阐述了SolidWorks®FlowSimulation如何帮助设计工程师在进行最完美的产品设计的同时解决热传递和流体问题。SolidWorksFlowSimulation是一款智能的、方便易用的计算流体力学(CFD)程序,它可以帮助使用SolidWorks进行设计的设计工程师简化设计工作。SolidWorksFlowSimulation方法设计工程师在设计因过热而易损坏的电子产品时,总是会遇到热传递问题。散热器解决了过热问题,
2、可是,对于特定的电子设备,设计工程师将如何设计最佳的散热器并以最佳方式进行放置?又如何选择最佳且最为经济实惠的散热器,而不必先生产后销毁多个成本高昂的样机?设计工程师在设计医疗吸引设备时又会遇到全然不同的问题,需要在给定的压差(吸入)下产生尽可能高的流速及限定设备内的回流,并要求吸头上有最均匀CFD程序往往比较复杂而且难以使用,对于那些未在流体物理学方面深造过的设计工程的速度。而如何以最经济、最省时的方式选择最佳设计,这也是一个难题。师来说更是如此。SolidWorksFlowSimulation为使用SolidWorks进行设计的设计工程
3、师提同样,在设计消费产品(如烤箱)以及带控制阀的工业设备时,这些问题供了易于使用的智能型CFD。也存在。以上列举了设计工程师在日常工作中可能要面对的难题,它们也是设计不同产品时会遇到的极具代表性的问题。计算流体力学(CFD)是一种模拟工具,可以为解决此类问题提供极大帮助。但是,CFD程序往往非常复杂而且难以使用,对于那些未在流体物理学方面深造过的设计工程师来说更是如此。SolidWorksFlowSimulation为使用SolidWorks进行设计的设计工程师提供了易于使用的智能型CFD。设计1:外部电子设备的散热器第一个散热器用于安装在
4、建筑物外部的电子设备,比如监视摄像机。为了不受天气等因素影响,该设备必须完全密封,但是由于没有通风口,多数热传递只能通过设备外壳的一侧进行。在这种情况下,必须使用散热器帮助散热。该设备的制造商决定使用现成的散热器,且不改变其设计。设计工程师如何以最为经济高效的方法来改进这种外接参数中的散热?首先来看商业散热器(图1)的SolidWorks模型,设计者可以看到,随着重力的向下作用,从机壳散发的热量将传导到散热器的鳍片上,并随着较轻的空气的上升而散开—也就是说,是一种自然对流。为测试“护罩”设计,设计者将一个盖板盖在散热器上,然后需要确定这是否
5、会产生灯罩效果—产生更多气流,因而更有效地冷却电子产品。背面接触重力方向灼热机壳图1:要求使用的散热器有了SolidWorksFlowSimulation,设计工程师可以使用该程序的项目向导来建立流体分析。项目向导允许设计者:定义要使用的单位系统,将流体定义有了SolidWorksFlowSimulation,设计为空气,将分析类型定义为外部共轭热传递问题;应用重力以驱动自由对流;工程师可以使用该程序的项目向导来建立输入环境温度和压力条件;并选择所需的结果精度自动网格化级别—所有这些流体分析。都在同一个易于使用的界面内完成。下一步,工程师将
6、进入SolidWorksFlowSimulation分析树,在这里,他只需右键单击菜单选项,就可以在散热器上应用热量载荷,并设定载荷和功率的输入位置。最后,设计工程师将定义分析的总体设计目标,并定义散热器的最高温度以及最大空气流速等指标,以便能够在计算期间监视这些数值,并在完成分析后创建一个表格,填入计算出的数据值。CFD在实际设计中的作用2图2:没有保护罩的散热器有保护罩的散热器为确定散热器在有保护罩的情况下效果好还是没有保护罩时效果好,设计工程师运行了SolidWorksFlowSimulationCFD分析。参数无保护罩有保护罩温度(
7、ºC)62.055.9表1:计算出的每个设计版本的平均温度无保护罩有保护罩图3:分析结果,显示速度截面。暖色表示较高的垂直速度。有保护罩的设计在散热器鳍片的周围有更高的速度。无保护罩有保护罩图4:纵截面上的速度截面。结果显示,有保护罩的设计版本在模型内产生快得多的速度。无保护罩有保护罩图5:横截面上的温度截面。结果证明,有保护罩的模型向空气中传递了更多热量CFD在实际设计中的作用3无保护罩有保护罩图6:横截面上的实体温度截面。这些结果显示,有保护罩的模型冷却效果明显要好,温度浮动范围为55ºC到57ºC。无保护罩的散热器的温度完全超过了55
8、ºC到57ºC这一范围。SolidWorksFlowSimulation研究显示,向纵向安装的散热器添加一个护罩,可大大提高冷却效果—比较两种设计可发现平均温度降低10.9%。设
此文档下载收益归作者所有