流體傳熱與散熱分析的案例
面向余熱回收的金剛石納米流體重力熱管強化傳熱研究
面向余熱回收的金剛石納米流體重力熱管強化傳熱研究
面向余熱回收的金剛石納米流體重力熱管強化傳熱研究
重力熱管依靠內(nèi)部工質(zhì)的循環(huán)相變傳熱，傳熱性能好，能夠?qū)⒂酂岣咝鬟f到回收器中。重力熱管的傳熱性能影響著余熱回收效果，其傳熱能力越大，傳遞到回收器中的熱量越多，被回收的熱量也越多。因此在余熱回收中提高重力熱管的傳熱性能是重要的研究方向與熱點之一。納米金剛石具有優(yōu)異的傳熱性能，能夠分散在水中形成金剛石-水納米流體作為重力熱管的工質(zhì)強化傳熱。然而，關于金剛石-水納米流體在重力熱管中的傳熱行為及其傳熱性能演變機制的相關研究尚不充分，充液率、質(zhì)量分數(shù)和熱流密度對于傳熱性能的影響規(guī)律尚需進一步探究。 02 成果掠影 南京航空航天大學徐九華教授團隊研究了金剛石-水納米流體重力熱管內(nèi)部工質(zhì)流動傳熱狀態(tài)，進而分析了其傳熱行為。該研究闡明了金剛石-水納米流體充液率和質(zhì)量分數(shù)對流型的影響規(guī)律。通過正交試驗發(fā)現(xiàn)熱流密度是影響傳熱性能最主要的因素，其次是充液率和質(zhì)量分數(shù)。此外，優(yōu)選出充液率為20%，質(zhì)量分數(shù)為1%的重力熱管在20×104 W/m2熱流密度下具有最佳的傳熱性能，等效換熱性能達到3485 W/(m2·℃)。該研究為深入理解金剛石-水重力熱管傳熱行為，同時提高重力熱管在余熱回收中的傳熱性能提供了理論基礎和基礎數(shù)據(jù)。研究成果以“Heat transfer enhancement by diamond nanofluid in gravity heat pipe for waste heat recovery”為題發(fā)表于《Functional Diamond》。 03 圖文導讀 圖1. GHP傳熱工藝示意圖。 表1. 金剛石納米流體的關鍵熱物理性質(zhì). 圖2. 納米金剛石分布。 圖3. 實驗設置示意圖。 表2. 實驗條件。 圖6. 溫室氣體的流動模式填充：(a)去離子水，(b) 0.5 w.t.%，(c) 1 w.t.%，(d) 2 w.t.%金剛石納米流體。 表3.
展開 SiC 雙面散熱封裝結(jié)構(gòu)傳熱性能分析
圖 4 雙面散熱功率模塊穩(wěn)態(tài)結(jié)果
通過對二氧化硅與環(huán)氧樹脂分別作為填充層時的功率模塊進行有限元仿真，瞬態(tài)對比圖如圖 5 所示，由瞬態(tài)結(jié)果分析可知，環(huán)氧樹脂作為填充層比 SiO2 作為填充層升溫 速率快，但穩(wěn)態(tài)結(jié)溫高 0.016℃，這是因為仿真時使用的環(huán)氧樹脂的熱導率比 SiO2 的熱導率低，熱導率越低，會使模塊穩(wěn)態(tài)結(jié)溫越高。
圖 5 不同填充層瞬態(tài)分析對比圖
通過對不同焊料層的材料參數(shù)進行仿真，對比圖如圖 6 所示，由瞬態(tài)結(jié)果分析可知 燒結(jié)銀的傳熱能力比 SnPb、SnAg25Sb10、SAC305、Ag 這四種材料的傳熱能力更強，由分析可知，燒結(jié)銀材料較適合作為焊料層。
圖 6 不同焊料層瞬態(tài)對比圖
通過對不同 DBC 基板陶瓷層的材料進行瞬態(tài)分析，對比圖如圖 7 所示，由瞬態(tài)分 析結(jié)果可知，氮化鋁作為材料比氧化鋁作為材料的模塊穩(wěn)態(tài)結(jié)溫低了 10.339℃，使用氧 化鈹作為材料比氮化鋁作為材料的模塊穩(wěn)態(tài)結(jié)溫低了 2.108℃，但氧化鈹在加工過程中 對人體有害。由分析可知，氮化鋁更適合作為 DBC 基板的陶瓷層材料。
圖 7 不同陶瓷層瞬態(tài)對比圖
在 DBC 基板的陶瓷層使用氮化鋁，焊料層使用燒結(jié)銀，填充層使用環(huán)氧樹脂的模型中，更改燒結(jié)銀焊層的厚度，針對 5 種不同厚度的燒結(jié)銀有限元模型進行了穩(wěn)態(tài)分析。不同燒結(jié)銀厚度對應的模塊穩(wěn)態(tài)結(jié)溫對比如圖 8 所示，分析得到模塊的穩(wěn)態(tài)結(jié)溫與燒結(jié)銀的厚度呈線性關系。
展開 流體散熱分析
流體散熱：
熱源，10顆燈珠表面熱源：500W；
Y向風速：2m/s；
環(huán)境溫度&空氣溫度：313.2K；
實體溫度：313.2K；
實體材質(zhì)：鋁；
計算結(jié)果最高處溫度：80℃
溫度（流體）和溫度流動軌跡：
三個角度截圖：
無流體的，熱力分析。發(fā)熱功率500W，熱對流系數(shù)80W/m^2*k,得出結(jié)果最高溫度73℃。
空氣溫度293 K，實體最高溫度77℃。
風速改為4m/s，實體最高溫度66℃。
實體初始溫度293K，實體最高溫度64℃。
Fluent在混合彎頭中的流體流動和傳熱分析
在混合彎頭中的流體流動和傳熱分析
本例模型請關注公眾號，CAE備忘錄，回復elbow可獲得。
問題描述：
有一溫度為293.15K的流體從管道直徑為100mm入口進入，并與從管道直徑為25mm入口進入溫度為313.15K的流體進行混合，預測兩股流體混合后的流動情況和溫度分布情況。
創(chuàng)建Fluent 分析系統(tǒng)：
打開workbench17.2，將Fluid Flow(Fluent)單擊左鍵拖入空白處（也可以雙擊），選擇Save，將文件保存到制定目錄下（保持良好習慣）。這時候在Files 窗口中就會出現(xiàn)一些文件。之后你進行其他操作產(chǎn)生的文件，經(jīng)過保存都會出現(xiàn)在這個窗口。
劃分網(wǎng)格：
幾何模型自行建模，如果用其他三維軟件，可以導入X_t或者stp格式文件。導入幾何模型之后，雙擊A3欄的Mesh，進入網(wǎng)格劃分界面。
首先，為每個面進行命名，選擇面并右鍵選擇Create Named selection，對應名稱為，進口命名為inlet_large和inlet_small，出口命名為pressure_outlet，壁面命名為wall，對稱面命名為Symmetry，這樣命名可以方便在Fluent中設置邊界條件。
命名完成之后，在mesh上右鍵選擇size，選擇整個體，在Element Size處填入0.006m，如果要設置膨脹層，則單擊Mesh，在下方Details of Mesh 中選擇inflation設置膨脹層各個參數(shù)（這里也可以不用設置），將Use Automatic Inflation 改為 Program Controlled。最后在Mesh上右鍵選擇generate mesh，這時網(wǎng)格已經(jīng)劃分完畢，將網(wǎng)格劃分界面關閉，在Project schematic中的mesh右鍵選擇update.
展開 
【技術干貨】某型號天線流體散熱分析
碩士主修CAE仿真專業(yè)，擅長振動分析以及流體散熱分析，長期從事CAE軟件以及相關理論培訓工作。
一、模型簡化
將不影響熱傳遞路徑的結(jié)構(gòu)特征做適當簡化，如：小的倒角、孔、螺柱等。簡化后的模型如下圖。整體散熱路徑：點狀熱源通過熱傳導到大平面結(jié)構(gòu)，另一側(cè)在熱源密集地方增加散熱翅片，同時通過風扇進行強制對流散熱
圖1模型簡化圖
二、網(wǎng)格劃分解析
1.風扇兩側(cè)為流體變化快速的地方、網(wǎng)格應進行加密劃分；
2.散熱翅片兩側(cè)流體變化也較為迅速、需要進行加密劃分；
3.散熱翅片本身翅片間至少三層網(wǎng)格、翅片本身保留兩層網(wǎng)格。
圖2風扇進出口網(wǎng)格圖
三、風扇以及求解設定
1.風扇設定
風扇作為標準件，可以德爾塔等工業(yè)風扇網(wǎng)站進行獲取，此外Icepak、Flotherm等商用軟件自帶各種庫文件。圖3為軸流風扇設定，其中PQ曲線通過外部.csv進行加載。注意單位轉(zhuǎn)換。
圖三、軸流風扇設定
2.求解設定
(1)湍流模型設定
依據(jù)雷諾數(shù)、貝克萊數(shù)進行流態(tài)判定，一般軟件會給出，查看message信息。
(2)輻射模型設定
本項目選用自動設定。
(3)環(huán)境溫度設定
如圖4所示，溫度設定為55℃，同時在boundary進行設定。
(4)重力方向設定
按照實際進行設定，本項目為Z向。
(5)監(jiān)測點設定
檢測邊緣發(fā)熱點，以及風扇風量。
圖4求解以及監(jiān)測點設定
四、收斂分析
經(jīng)過迭代，殘差接近10，同時個監(jiān)測點溫度穩(wěn)定無波動，認為本次分析收斂。
展開 《從零開始學散熱||》討論題：如何判斷某一傳熱過程屬于什么傳熱方式？
實際上，基于上述分析，我們還可以推測，導溫系數(shù)較高的材質(zhì)，其凍傷溫度閾值還會更高。</span></p><p>歡迎你在評論區(qū)討論補充。
8月23-25日 北京 | 結(jié)構(gòu)/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓
點擊報名：http://jishulink.mikecrm.com/gYaP84Y
【9月21-23日 鄭州 斯姆勒】結(jié)構(gòu)/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓
各企事業(yè)單位：
傳熱現(xiàn)象廣泛存在于工程結(jié)構(gòu)中，覆蓋于各個行業(yè)的應用，但是由于熱分析牽涉多場耦合計算等特點，使得設計人員難以處理復雜的熱、結(jié)構(gòu)、流體的耦合計算問題。目前對于這方面的系統(tǒng)性培訓比較缺乏，本培訓基于ANSYS Workbench軟件深入講解傳熱分析的基本原理，求解方法和傳熱分析的解決方法。為了讓廣大結(jié)構(gòu)設計人員掌握ANSYS Workbench平臺下傳熱分析這個強大的傳熱分析的模塊，斯姆勒數(shù)值仿真技術研究院特開設了“結(jié)構(gòu)/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓”課程。具體內(nèi)容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解結(jié)構(gòu)傳熱分析的計算原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握結(jié)構(gòu)/流體傳熱分析的計算方法和分析技巧；
（四）、掌握解決流體、結(jié)構(gòu)和熱多場耦合耦合、熱疲勞、熱斷裂計算等熱點問題；
（五）、培養(yǎng)獨立工程結(jié)構(gòu)的熱力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、一個單位同時報名2人享有9折優(yōu)惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優(yōu)惠；持本人學生證享有8.5折優(yōu)惠。
三、主講老師簡介：
寧老師，斯姆勒首席專家，西安交通大學航空航天學院力學博士，多年上市機械企業(yè)結(jié)構(gòu)負責人，18年的軟件工程應用經(jīng)驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，發(fā)表論文20余篇，獲得專利11項，開發(fā)有限元軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業(yè)背景；擅長靜力學，模態(tài)分析，隨機振動/譜分析，隱/顯式動力學分析，轉(zhuǎn)子動力學分分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學分析，壓電分析，復合材料分析，熱分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進行二次開發(fā)解決特定領域科研/工程問題。
展開 【9月21-23日 鄭州 斯姆勒】結(jié)構(gòu)/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓
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三、主講老師簡介：
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展開 電子設備熱設計(Thermal Design of Electronic Equipment)-10 相變傳熱與導彈導引頭散熱
功率放大器模塊產(chǎn)生的熱量被下面的相變散熱器吸收。內(nèi)部和外部的熱量相互耦合，最終完成了電子艙的散熱過程。
根據(jù)連接環(huán)處隔熱性能的不同，選擇兩組典型曲線作為系統(tǒng)的輸入條件，如下圖所示。
不考慮相變散熱器和電子艙內(nèi)部熱源的影響，輸入和輸出如下圖所示。
加強型隔熱曲線下框架內(nèi)部線的溫差為13.6°C，而普通曲線的溫度為19.4°C。因此，框架不同位置的溫度梯度是明顯的，并且隨著熱量的增加，溫度梯度會變得更大。對于安裝在框架上的模塊，需要考慮不同位置之間的溫差，并做出合理的分布。
仿真計算時變溫度邊界條件對相變散熱器的影響，無論電子艙中熱源的影響如何，都使用增強的隔熱曲線作為輸入。相變散熱器在不同時間的溫度分布如下圖所示。隨著框架溫度的不斷升高，散熱器在350秒時發(fā)生了相變，底部的四個角在400秒時完全熔化。由于頂部表面沒有熱源，熱量只能從底部向頂部傳導，因此頂部表面的溫度分布相對均勻。在400s內(nèi)，頂面基本保持在相變溫度，這對安裝在其上的功率放大器模塊起到了一定的隔熱作用。從上面的分析來看，即使沒有內(nèi)部熱源，相變散熱器在外部氣動熱的傳導下也會釋放出一部分潛熱。
綜上所述，在氣動熱的影響下，連接框架的溫度呈現(xiàn)出明顯的梯度分布?？蚣苌现行木€的溫差可以達到19.4°C。在增強連接環(huán)處的隔熱性能后，內(nèi)壁的溫度降低了約21°C。由于框架的溫度不均勻，局部溫度會高于相變材料的熔化溫度，并會損失一些潛熱，熱設計中應考慮該部分的消耗量。
文章來源CAE工程師筆記
展開 comsol流體傳熱專題培訓班
COMSOLMultiphysics可以求解多場問題，完全開放的架構(gòu)，任意獨立函數(shù)控制的求解參數(shù)，專業(yè)的計算模型庫，全面的第三方CAD導入功能，強大的網(wǎng)格剖分能力，大規(guī)模計算能力，豐富的后處理功能，專業(yè)的在線幫助文檔，多國語言操作界面，因此被應用于各個相關科研和產(chǎn)品研發(fā)領域，經(jīng)多所高校單位科研人員反映，在仿真模擬時遇到諸多問題，流體傳熱模塊資料稀缺，交流答疑平臺問題得不到解答comsol流體傳熱和多物理場仿真的培訓需求已經(jīng)迫在眉睫，應廣大comsol使用者要求，本單位特此舉辦 “COMSOL Multiphysics多物理場耦合流體傳熱”專題線上培訓班
comsol流體傳熱培訓正式培訓文件.pdf
展開 
八、管道彎頭中流體混合流動與傳熱
<p> 這次我們使用fluent做一個流體流動與傳熱的模擬。如圖1所示，進口5和進口6分別進入兩股流體，兩股流體會在彎頭處進行混合，考慮到流動與換熱的影響，查看穩(wěn)定下來之后的壓力和速度分布云圖。</p><p> </p><p><strong>1. 物理模型</strong></p><p> 物理模型如圖1所示，模型尺寸圖中已標出，為了簡化計算，模型為二維模型。但<strong>實際上是圓管，這里的二維模型會帶來誤差</strong>，之前的文章我們提到過，<strong>Fluent即便模擬二維流動，實際上也是三維的，因為對于二維模型，F(xiàn)luent會自動給它一個1m的深度如圖2，因此實際上二維的計算變成了方形管</strong>。這里我們不考慮這樣的誤差。</p><p><br></p><p class="ql-align-center"> </p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyibaCicicLEW1yer6tkExKNmfKxegYicCCGoYCCjWbVgibtwShKcXrO8HN9n2N4MBfOh9X9SdHM4MTSZ2w/640?
展開 流體（傳熱方向）仿真工程師與高頻電磁仿真工程師招聘
仿真工程師JD流體方向.docx
仿真工程師JD高頻電磁方向.docx
德力西電氣有限公司因業(yè)務發(fā)展需要，招聘流體（傳熱方向）仿真工程師與高頻仿真工程師（擅長EMI、EMC分析）。公司的業(yè)務為低壓電器，具體要求請看附件。有意者請聯(lián)系，手機號碼：15869380536，郵件：yifeng.yuan@delixi-electric.com，
『下載』帕坦卡－傳熱與流體流動的數(shù)值計算
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代做ansys 流體、傳熱、機械仿真 ,3D打印模型修復
Fluent 動網(wǎng)格，建模，流體仿真 CFD模擬,3D打印模型修復，爛邊爛面處理，stl轉(zhuǎn)step實體文件等各類仿真模擬，有需要請加QQ154976138
