自然對流散熱
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
自然對流散熱的視頻教程
fluent電機(jī)自然對流散熱仿真
講解fluent如何進(jìn)行自然對流散熱仿真，通過一個電機(jī)的二維仿真實例詳細(xì)講解 模型如何進(jìn)行處理 如何設(shè)置邊界條件 如何設(shè)置耦合壁面 如何設(shè)置非一致網(wǎng)格界面 材料設(shè)置 求解器設(shè)置 通過舉一反三，使學(xué)習(xí)者具備各種情況下fluent的自然對流散熱設(shè)置方法
￥40 1小時42分鐘 6976播放
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comsol電磁感應(yīng)加熱自然對流、強(qiáng)制對流仿真
自然對流與強(qiáng)制對流仿真結(jié)果對比。 4. 后處理磁場云圖分布、溫度云圖分布、流速壓力分布提取。
￥100 26分鐘 205播放
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輻射和自然對流的模擬
在本教程中，結(jié)合輻射和自然對流求解一個純六面體單元的正方體區(qū)域溫度場。主要技術(shù)點如下： 使用ANSYS Fluent中的面到面(S2S)輻射模型; 設(shè)定包含自然對流和輻射的傳熱問題的邊界條件。
免費(fèi) 27分鐘 496播放
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自然對流散熱的實例教程
為了考察不同層數(shù)的PCB板導(dǎo)熱系數(shù)對仿真結(jié)果的影響，改變PCB板導(dǎo)熱系數(shù)，對同樣三種類型（單管腳、雙管腳1、雙管腳2）的二極管進(jìn)行仿真，結(jié)果如下：
模型1.9
模型1.10
模型1.11
對比之前溫度：
導(dǎo)熱系數(shù)27 W/(mK)
(沿板面)
導(dǎo)熱系數(shù)為68.6 W/(mK)
(沿板面)
單管腳模型
自然散熱管腳類器件flotherm熱仿真誤差分析案例1
72.8℃
69.8℃
雙管腳1模型
自然散熱管腳類器件flotherm熱仿真誤差分析案例1
66.7℃
64.7℃
雙管腳2模型
自然散熱管腳類器件flotherm熱仿真誤差分析案例1
66.6℃
64.9℃
通過對比不同的PCB板導(dǎo)熱系數(shù)所得值可以看到，在三種模型下算得的溫度均相差不大（溫差在2℃之內(nèi)），因此根據(jù)以往的計算經(jīng)驗來看不需要再改動參數(shù)即可較好的吻合實驗結(jié)果。
綜上總結(jié)自然散熱管腳類器件flotherm仿真經(jīng)驗如下：
1. 對于管腳類器件的自然對流散熱的仿真，管腳需深入PCB板中，否則會產(chǎn)生很大的計算誤差。
2. 對于板級自然對流散熱的仿真，二極管管腳個數(shù)的多少可以通過等效換算成單根管腳的粗細(xì)度可以很好的接近實際模型，同時簡化了建模。
3. 對于板級自然對流散熱的仿真，二極管管腳的橫置豎置形狀的變化對最后的溫度計算影響很小，結(jié)合第2點運(yùn)用就可以在保證足夠準(zhǔn)確度的前提下，簡化模型設(shè)置，加快仿真速度。
4. 對于板級自然對流散熱的仿真，PCB板的材料屬性設(shè)置可以按照：沿板面27 W/(mK)，沿板厚0.3 W/(mK)做通用設(shè)置，可以保證一般要求。
展開 電子散熱冷卻中經(jīng)常采用Boussinesq假設(shè)來計算自然對流散熱，該方法計算速度快，計算穩(wěn)定性高。
本文主要講述采用Boussinesq假設(shè)的自然對流原理、關(guān)鍵點及應(yīng)用條件，下一篇會講述具體的應(yīng)用案例。
為什么要采用Boussinesq假設(shè)？
自然對流主要由于密度受熱變化產(chǎn)生密度差造成，該現(xiàn)象可用如下的可壓縮N-S方程描述。
一方面可以看到該方程是高度非線性的，這種特性會造成求解變得不穩(wěn)定；另一方面可以看到該方程需要求解的變量非常多，包括速度場u、v、w，壓力場p，密度場ρ等，內(nèi)存需求比較大。
Boussinesq假設(shè)即為解決上述問題而產(chǎn)生，當(dāng)然既然是假設(shè)，自然有一些適用前提，Boussinesq假設(shè)氣體密度變化非常小。
Boussinesq假設(shè)在方程中如何表現(xiàn)
好吧，下面講述一些枯燥的理論，即Boussinesq假設(shè)如何在方程中表現(xiàn)。主要分為以下幾步：
1.把氣體密度ρ寫成參考密度項ρ0與由于溫度引起的密度變化項△ρ之和。
根據(jù)假設(shè)，其中△ρ遠(yuǎn)小于ρ0。
2.把方程（3）代入上述N-S方程（1）、（2），并得到如下方程。
自然對流中浮力是驅(qū)動力，因此動量方程（5）中的浮力項也是占主導(dǎo)作用，且密度變化△ρ遠(yuǎn)小于參考密度ρ0,因此對于瞬態(tài)項、對流項可以忽略△ρ，即
最終簡化為
可以看到此時瞬態(tài)項、對流項的密度已被消去，只剩下浮力項還帶有密度，我們的目標(biāo)是把浮力項中的密度也消去，這樣方程的非線性、內(nèi)存需求都會降低。
3.浮力項密度可以用溫度代替嗎？帶著這樣一個疑問，在消去浮力項密度之前，首先定義一個名詞：熱膨脹系數(shù)β。
展開 散熱器：模型和參數(shù)化設(shè)置、散熱器優(yōu)化簡介
10.新材料建立、輻射系數(shù)的修改 11.計算域的設(shè)置
問題設(shè)置 Problem setup
掌握變量設(shè)置、
瞬態(tài)設(shè)置
問題設(shè)置 Problem setup 的General setup
1.求解變量 2.輻射類型
3.判斷流態(tài)判斷 4.湍流模型
5.自然對流設(shè)置 6.自然對流散熱需要考慮的問題
問題設(shè)置Problem setup的Default
7.如何修改默認(rèn)表面材料的發(fā)射率
8.真空工況只考慮導(dǎo)熱和輻射散熱時如何修改設(shè)置
問題設(shè)置Problem setup的transient setup
9.瞬態(tài)模擬分時計算時Restart和Full data 的設(shè)置
10.實例：如何設(shè)置在冷熱環(huán)境交替工作的環(huán)境溫度
11.在分析自然對流散熱時設(shè)置反重力方向的初始速度
問題設(shè)置Problem setup的Advanced
12.在不同海撥高度的自然空氣對流散熱的設(shè)置
13.修正在不同海撥高度的風(fēng)扇P-Q特性曲線的設(shè)置
14.不考慮自然對流散熱的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱分析
15.風(fēng)冷機(jī)箱的外壁通過設(shè)置對流換熱系數(shù)來模擬自然對流散熱
16.考慮風(fēng)冷機(jī)箱外殼的自然對流散熱和輻射散熱的混合冷卻
17.風(fēng)冷機(jī)箱內(nèi)導(dǎo)熱、自然對流、強(qiáng)迫對流、熱輻射混合散熱分析
求解設(shè)置
掌握各種殘差判據(jù)的設(shè)置
1.穩(wěn)態(tài)分析的迭代次數(shù)設(shè)置方法
2.瞬態(tài)分析每個時間步長的迭代次數(shù)設(shè)置方法
3.流動殘差標(biāo)準(zhǔn)、能量殘差數(shù)值設(shè)置方法
4.如何通過觀察殘差曲線來判斷模型錯誤
5.壓力迭代因子、動量方程迭代因子的設(shè)置
6.計算收斂的三個標(biāo)準(zhǔn) 7.導(dǎo)致不收斂的數(shù)個原因
8.自然對流散熱時計算域如何設(shè)置
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10.新材料建立、輻射系數(shù)的修改 11.計算域的設(shè)置
問題設(shè)置 Problem setup
掌握變量設(shè)置、
瞬態(tài)設(shè)置
問題設(shè)置 Problem setup 的General setup
1.求解變量 2.輻射類型
3.判斷流態(tài)判斷 4.湍流模型
5.自然對流設(shè)置 6.自然對流散熱需要考慮的問題
問題設(shè)置Problem setup的Default
7.如何修改默認(rèn)表面材料的發(fā)射率
8.真空工況只考慮導(dǎo)熱和輻射散熱時如何修改設(shè)置
問題設(shè)置Problem setup的transient setup
9.瞬態(tài)模擬分時計算時Restart和Full data 的設(shè)置
10.實例：如何設(shè)置在冷熱環(huán)境交替工作的環(huán)境溫度
11.在分析自然對流散熱時設(shè)置反重力方向的初始速度
問題設(shè)置Problem setup的Advanced
12.在不同海撥高度的自然空氣對流散熱的設(shè)置
13.修正在不同海撥高度的風(fēng)扇P-Q特性曲線的設(shè)置
14.不考慮自然對流散熱的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱分析
15.風(fēng)冷機(jī)箱的外壁通過設(shè)置對流換熱系數(shù)來模擬自然對流散熱
16.考慮風(fēng)冷機(jī)箱外殼的自然對流散熱和輻射散熱的混合冷卻
17.風(fēng)冷機(jī)箱內(nèi)導(dǎo)熱、自然對流、強(qiáng)迫對流、熱輻射混合散熱分析
求解設(shè)置
掌握各種殘差判據(jù)的設(shè)置
1.穩(wěn)態(tài)分析的迭代次數(shù)設(shè)置方法
2.瞬態(tài)分析每個時間步長的迭代次數(shù)設(shè)置方法
3.流動殘差標(biāo)準(zhǔn)、能量殘差數(shù)值設(shè)置方法
4.如何通過觀察殘差曲線來判斷模型錯誤
5.壓力迭代因子、動量方程迭代因子的設(shè)置
6.計算收斂的三個標(biāo)準(zhǔn) 7.導(dǎo)致不收斂的數(shù)個原因
8.自然對流散熱時計算域如何設(shè)置
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掌握變量設(shè)置、
瞬態(tài)設(shè)置
問題設(shè)置 Problem setup 的General setup
1.求解變量 2.輻射類型
3.判斷流態(tài)判斷 4.湍流模型
5.自然對流設(shè)置 6.自然對流散熱需要考慮的問題
問題設(shè)置Problem setup的Default
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問題設(shè)置Problem setup的transient setup
9.瞬態(tài)模擬分時計算時Restart和Full data 的設(shè)置
10.實例：如何設(shè)置在冷熱環(huán)境交替工作的環(huán)境溫度
11.在分析自然對流散熱時設(shè)置反重力方向的初始速度
問題設(shè)置Problem setup的Advanced
12.在不同海撥高度的自然空氣對流散熱的設(shè)置
13.修正在不同海撥高度的風(fēng)扇P-Q特性曲線的設(shè)置
14.不考慮自然對流散熱的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱分析
15.風(fēng)冷機(jī)箱的外壁通過設(shè)置對流換熱系數(shù)來模擬自然對流散熱
16.考慮風(fēng)冷機(jī)箱外殼的自然對流散熱和輻射散熱的混合冷卻
17.風(fēng)冷機(jī)箱內(nèi)導(dǎo)熱、自然對流、強(qiáng)迫對流、熱輻射混合散熱分析
求解設(shè)置
掌握各種殘差判據(jù)的設(shè)置
1.穩(wěn)態(tài)分析的迭代次數(shù)設(shè)置方法
2.瞬態(tài)分析每個時間步長的迭代次數(shù)設(shè)置方法
3.流動殘差標(biāo)準(zhǔn)、能量殘差數(shù)值設(shè)置方法
4.如何通過觀察殘差曲線來判斷模型錯誤
5.壓力迭代因子、動量方程迭代因子的設(shè)置
6.計算收斂的三個標(biāo)準(zhǔn) 7.導(dǎo)致不收斂的數(shù)個原因
8.自然對流散熱時計算域如何設(shè)置
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自然對流散熱的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
自然對流散熱的最新內(nèi)容
三、諾冠（IMI Norgren）的冷卻實現(xiàn)方案
針對確有冷卻需求的應(yīng)用，諾冠提供多種高效、可靠的熱管理策略：
自然對流散熱設(shè)計
優(yōu)化閥體結(jié)構(gòu)，增加散熱鰭片，提升表面積，適用于中等負(fù)載場景。
強(qiáng)制風(fēng)冷
在閥體周圍加裝小型風(fēng)扇，加速空氣流動，適用于封閉電柜或空間受限但溫升可控的場合。
4，端口同樣加載100W平均功率時，在同意自然對流散熱條件下，微帶線最高溫度由128°C達(dá)到239°C，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PCB板介質(zhì)最高溫度范圍，可見駐波狀態(tài)下該微帶線承受不住100W平均功率。
5，當(dāng)端口功率下降到40W平均功率時，在同意自然對流散熱條件下，微帶線最高溫度約119°C，與行波狀態(tài)時加載100W時溫度相當(dāng)。
自然對流是油冷變壓器散熱的重要方式之一，通過合理的溫度控制，確保自然對流散熱的良好效果，可以降低變壓器的運(yùn)行損耗，提高能源利用效率。
室外環(huán)境設(shè)為0℃，房間外表面與環(huán)境自然對流散熱，四種情況鄰居家供暖設(shè)備的發(fā)熱功率保持一致，也就是鄰居家提供同樣的能量。
經(jīng)過幾小時的計算，期待的結(jié)果終于出來了。你猜哪個對你家影響最大？
能蹭到熱量最多的情況是：樓下開非地暖！你猜對了嗎？
樓下是非地暖時，你家室內(nèi)平均溫度可以達(dá)到10度。
<p><strong>一、背景介紹</strong></p><p><br></p><p>隨著電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，電子設(shè)備的功能日趨復(fù)雜且集成度顯著提升，散熱問題作為制約設(shè)備性能、可靠性及使用壽命的關(guān)鍵因素日益凸顯。為此，業(yè)界對更精確、高效的散熱分析工具的需求愈發(fā)迫切，以期滿足不斷升級的電子設(shè)計挑戰(zhàn)。</p><p>計算能力的飛躍、數(shù)值算法的持續(xù)優(yōu)化以及多物理場耦合技術(shù)的突破性進(jìn)展，共同為新一代電子散熱軟件的開發(fā)鋪設(shè)了堅實的技術(shù)基石
2.自然對流散熱：詳細(xì)講解自然對流散熱的原理及計算方法，并列舉實際應(yīng)用案例。
3.常用散熱方法：包括風(fēng)冷、水冷、熱管等方法的基本原理、設(shè)計要點和實際應(yīng)用場景。
4.散熱材料的選擇：介紹各種散熱材料的特性和應(yīng)用場景，幫助大家選擇合適的散熱材料。
5.具體案例分析：通過計算機(jī)硬件、電子設(shè)備和LED等不同領(lǐng)域中的散熱問題及解決方法的分析，加深大家對散熱技術(shù)的理解。
自然對流式
自然對流式熱管理方案利用電池箱內(nèi)的空氣自然對流進(jìn)行散熱。該方案成本較低，但對環(huán)境要求較高，且可能會影響電池性能。
強(qiáng)制對流式
強(qiáng)制對流式熱管理方案通過設(shè)置風(fēng)扇等設(shè)備，強(qiáng)制電池箱內(nèi)的空氣進(jìn)行對流，提高散熱效率。該方案適用于對散熱要求較高的場合，但需要考慮風(fēng)扇等設(shè)備的能耗和噪音問題。
汽車電池?zé)峁芾砝鋮s方式介紹
自然冷卻
自然冷卻是最基礎(chǔ)和最簡單的冷卻方式，?是依賴環(huán)境溫度進(jìn)行散熱的被動方式，?利用空氣的自然對流來散熱，不需要額外的能源輸入。
?這種方式優(yōu)點是成本低、?無能耗且不需要額外空間，?缺點是散熱效率較低，?適用于早期的新能源車型。??
風(fēng)冷系統(tǒng)
風(fēng)冷是通過增加風(fēng)扇來主動促進(jìn)空氣流動，?提高散熱效果。
?
style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/f518f2d552bb445cb8eead7edf82e192.png"></figure></div><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-center">自然對流散熱計算
3.1 自然對流散熱
圖2為自然對流條件下，電池模塊艙段中心截面的溫度氣流分布，其中電池模塊中上部的紅色區(qū)域溫度最高，最高可達(dá)63.4℃，電池模塊溫度沿中心向外逐漸降低，且底部電池單元的溫度比頂部電池單元的溫度低，最低約51℃。
