顯卡冷卻模擬
關注創建者：Oler 創建時間：2019-07-04
顯卡冷卻模擬的視頻教程
II-02多零部件固體：顯卡冷卻《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之II熱傳遞和輻射_02多零部件固體：顯卡冷卻 涉及主要知識點： 1）已知風扇性能曲線，創建風扇交界面； 2）多個固體和多個流體網格和區域創建； 3）設置熱源。
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顯卡冷卻模擬的實例教程
1、
問題描述
本案例使用的幾何由 PC 機箱中的簡化顯卡組成。兩個風扇由風扇交界面表示，驅動機箱內的流體。計算域如圖所示：
2、
幾何與網格
（1）本案例的幾何網格采用從外部導入的方法，啟動STAR-CCM+軟件，點擊file→Import→Import surface mesh，選擇準備好的選擇graphicsCard.x_t，然后單擊，接受默認的導入表面選項打開。
（2）共導入26個零部件，在導入的過程中，會在重合的零部件之間自動生成零部件接觸。
（3）本案例的模擬需要兩個區域，一個用于流體域，一個用于實體部件，在Geometry > Parts > Air Case節點，點擊右鍵選擇Assign Parts to Regions在生成的對話框中，選擇Air Case, Air Inlet和 Air Outlet，把空氣域變成一個region。命名為Air ；同樣的方法把剩下的固體部件設置為一個reigon，命名為Solid Components
（4）右鍵點擊Geometry > Operations節點，選擇New > Mesh > Automated Mesh，選擇以下四種網格模型；
（5）由于顯卡上的幾何很薄，需要使用自定義控制修改顯卡上的網格，并且禁用實體域的棱柱層網格；右鍵點擊Geometry > Parts節點，選擇New Shape Part > Block，自定義塊的尺寸控制如下；
（6）右鍵單擊Operations > Automated Mesh > Custom Control。
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計算目的：通過對霧化噴嘴的模擬，使大家了解其計算方法與過程設置；
1、幾何模型及網格劃分，扇形霧化噴嘴，噴嘴距離鋼板剛度為80mm；鋼板幾何尺寸為80*80*2
2、求解過程及設置
1）組分輸運過程計算，采用不可壓縮理想氣體得到噴嘴的流量
2）霧化場計算，采用DPM模型，選擇空氣輔助噴嘴模型、顆粒碰撞、破碎模型；
3）鋼板霧化冷卻計算，添加歐拉film模型；
鋼板表面邊界條件設置
3、計算結果展示：
a） 霧化場分布
b） 鋼板表面水蒸氣分布
c） 鋼板表面溫度分布
d) 鋼板冷卻速度：通過瞬態的計算分析，從前三秒來看霧化噴嘴對鋼板滯止點的溫度冷卻速度約為15K/s；
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圖 1 倒塌工況布局
圖 2 冷卻塔支架刪除
圖 3 冷卻塔倒塌過程云圖
注：付費部分為k文件。
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腔體中有一個圓柱，給腔體中通入溫度為100K的某氣體，該氣體與腔體中的空氣混合，然后對尼龍圓柱結構進行冷卻，仿真模擬圓柱的溫度變化，結果如下圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
項目簡介
某為水泥窯頭冷卻器進氣結構為異形梯形結構，進氣管道斜45°插入進氣口，且進氣管道風速較高，約24.4m/s，煙氣在進氣口內難以均勻擴散，為保證換熱效率，需保證換熱管進氣斷面煙氣分布均勻，故建立冷卻器及其進出氣管道模型，做CFD模擬如下。
建立模型
建立三維模型如下：
三維模型
計算參數及邊界設置
工況煙氣量705969m3/h，工況溫度450℃。
選用標準k~e湍流模型，采用有限體積法離散求解域，對流項選用一階迎風離散格式，采用壓力速度耦合SIMPLE算法對離散方程進行求解。假定流體是不可壓縮的，作定常流動，整個模擬過程為等溫過程，不考慮傳熱。
冷卻器進口采用速度入口邊界條件，需要計算其湍流參數，包括湍流強度I和水力直徑d，出口采用壓力出口，殼體及導流板等視為絕熱壁面，對于壁面的邊界層區域采用標準壁面函數。
結果及分析
4.1原始狀態
原設計結構下，冷卻器的模擬運行狀態如下：
速度流線圖
換熱管進口向上100mm斷面速度云圖及均勻性判定
不考慮傳熱，氣體熱脹冷縮的情況下，原結構冷卻器的運行阻力如下：
原設計結構下，煙氣順管道斜45°進入進氣口，管道風速大且煙氣在進氣口內擴散距離較短，導致進氣口內的煙氣分布極不均勻，換熱管進口斷面的最大風速達約24.1m/s，并且進入換熱管煙氣的速度方向與豎直方向夾角較大，換熱管內煙氣速度平均達約18m/s，長期運行極易磨破換熱管及其耐磨襯套，原結構冷卻器的運行阻力約835Pa。
4.2添加均流裝置
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項目簡介
某為水泥窯頭冷卻器進氣結構為異形梯形結構，進氣管道斜45°插入進氣口，且進氣管道風速較高，約24.4m/s，煙氣在進氣口內難以均勻擴散，為保證換熱效率，需保證換熱管進氣斷面煙氣分布均勻，故建立冷卻器及其進出氣管道模型，做CFD模擬如下。
建立模型
建立三維模型如下：
三維模型
計算參數及邊界設置
工況煙氣量705969m3/h，工況溫度450℃。
1、 模型簡介及計算參數
本次模擬對象為微硅粉沉降室，微硅粉粒子的沉降效率，進口管道和沉降室內冷氣及冷卻水液滴的混合分布狀態，三維模型見圖1。
沉降室設計要點：（1）沉降室尺寸長度（L）與高度（H）：
u: 氣流水平速度（通常0.3~1 m/s，防湍流）。確保顆粒在沉降室內有足夠時間沉降：
(2) 氣流分布進口設計：采用漸擴管（擴張角≤15
腔體中有一個圓柱，給腔體中通入溫度為100K的某氣體，該氣體與腔體中的空氣混合，然后對尼龍圓柱結構進行冷卻，仿真模擬圓柱的溫度變化，結果如下圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
圖 1 倒塌工況布局
圖 2 冷卻塔支架刪除
圖 3 冷卻塔倒塌過程云圖
注：付費部分為k文件。
殘余應力是在切削完成的基礎上再重啟動嗎?重啟之后靜力通用分析步沒有換熱選項如何進行冷卻?求解答
摘要
本文使用ANSYS workbench
熱傳遞是不同溫度下介質之間熱能的交換。 熱量從溫度高的位置傳遞到溫度低的位置，以達到平衡狀態。 熱傳遞的三個主要機制是：傳導、對流和輻射。
在STAR-CCM+ 中，可以計算流體（單組分或多組分）內、不同流體束之間、流體和固體之間以及固體內的熱傳遞。 流體和相鄰固體中的耦合熱傳遞被稱為共軛傳熱。 對于共軛傳熱分析，使用流體/固體交界面處的有效隱式熱耦合在整個流體和固體求解域中求解能量方程
技術鄰處女貼：
計算目的：通過對霧化噴嘴的模擬，使大家了解其計算方法與過程設置；
1、幾何模型及網格劃分，扇形霧化噴嘴，噴嘴距離鋼板剛度為80mm；鋼板幾何尺寸為80*80*2
2、求解過程及設置
1）組分輸運過程計算，采用不可壓縮理想氣體得到噴嘴的流量
2）霧化場計算，采用DPM模型，選擇空氣輔助噴嘴模型、顆粒碰撞、破碎模型；
想請教一些問題，有做過這方面研究的朋友嗎
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