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一般長方體選擇薄體網格畫體網格，比如銅鋁極耳和電芯、硅膠墊等，此種網格類型網格數量少，計算速度快；對于不規則的水冷板和流體域，需要用多面體網格繪畫，此種網格類型能較好的保證區域形狀，但是網格數量較多，計算速度慢。對于流體域，還需要繪畫邊界層，邊界層得繪畫由棱柱層網格制作，一般需要確定3個參數：第一層網格高度（粘性子層），邊界層數，邊界層總厚度。

當表面需要考慮換熱效應時，表面可以考慮四種假設：絕熱情況下與外界無熱交換；恒定的熱流，該表面存在恒定的熱流；表面溫度假設時使用熱傳導方程進行計算；表面對流換熱系數假設時使用對流換熱方程進行計算。 下一期將繼續介紹入口邊界條件的設置。

更為重要的是，對流換熱系數的定義必須依賴于給定的參考溫度，因此，對于相同的熱流密度來說，存在多種對流換熱系數和參考溫度的組合。傳統上，換熱系數數據來源于實驗。但是，邊界層理論(位于表面附近的流體層，其中粘度和導熱的影響占主導地位)的發展使得我們能夠用分析的方法計算對流換熱系數。因此，在STAR-CCM中，使用邊界層理論來計算對流換熱系數。

有幾種方法可以計算層流的熱包絡厚度： 99% 邊界層厚度 -為了簡化從固體溫度到流體溫度的漸近方法，該方法遠到可以忽略不計受溫度的影響，工程解決方案是將未受影響的流體的 99% 溫度作為距離邊界劃定的地方。該方程根據實體的幾何形狀發生顯著變化。 熱位移厚度 -不是假設連續的溫度梯度，而是假設在離固體一定距離處的溫度是逐步變化的。

本文采用STARCCM+10.04版本軟件，同時計算流場、輻射和固體傳熱。求解流場的NS方程和固體導熱方程是采用有限體積法，計算輻射是用面到面的熱輻射計算。1.2 網格處理隨著表面網格、邊界層網格和其他體網格的精細化，計算結果一定會越來越精確，但同時帶來計算時間的延長。

Starccm+ 基礎仿真流程 STAR-CCM+ 軟件是由CD-adapcoGroup這個公司開發，后來被西門子收購了，現在是西門子軟件下面非常重要的軟件拼圖之一。它是做計算流體力學（CFD）仿真分析的軟件，包括層流，湍流，多相流，氣穴，輻射，燃燒，邊界層轉戾，高馬赫流，共軛熱傳導等等多物理模型，還有專門的熱交換器和風扇模型、電池電化學模型等。

由于邊界層厚度分析中Y+的值是由上述等式推導出來的，因此有以下幾點需要注意： 如果 Y+ <1，則第一個網格單元位于層流子層內。 如果 Y+ > 30，則第一個網格單元位于粘性子層內。 如果 1< Y+< 30，則第一個網格單元位于粘性子層內但不太靠近表面壁。

設置網格參數，設置基本尺寸為10mm，最小網格尺寸為1mm，邊界層設置3層，體網格的最大單元設置為10mm，網格數量為1417917，具體的網格質量參數如下所示，Face validity＞1，Volume change＞1e-2，網格質量較好，滿足計算的要求。

由于粘性與熱傳導緊密相關，高速流動中除速度邊界層外，還有溫度邊界層。

根據封裝材料屬性、輸入功率、空氣對流換熱系數等邊界條件，從幾何導入及修復開始，到網格劃分、邊界條件設置，到最后結果后處理，最終得到分析結果，實現了電子封裝完整熱分析過程。分析得到的封裝表面溫度和對流換熱效率對封裝設計具有一定的指導意義。

1.3.4網格及無關性分析采用多面體加附面層網格的生成方法，網格的總單元數為6833648個，如圖5所示。多孔介質區域的物面部分不需要生成邊界層網格。這是因為計算多孔介質的慣性和粘性系數時，已經考慮了上下壁面阻力的影響。因此，在求解時只需要在壁面加“滑移”邊界條件，無需考慮邊界層，能夠大大減少總網格數量，提高計算效率。

由于流體直接沖擊固體壁面，流程短而邊界層薄，所以對流換熱系數顯著增大。在用液體射流沖擊加熱面時，如熱流密度已高至足以產生沸騰，則就成為兩相射流沖擊換熱。實驗表明，此時不但可提高沸騰換熱系數，而且可使燒毀點推遲，顯著提高臨界熱流值。

比如水，是因為氫鍵，而氣體，主要是因為分子熱運動，這種上躥下跳的不規則運動，一股流動氣體內的分子，它不是直直前行，而是亂跳著前行，這就導致不同速度層間的氣體彼此交換，快的跳慢的里，慢的跳快的里，自然彼此牽扯和阻礙。流體粘性理解了，咱們繼續看這句話，在固體表面形成一個厚度逐漸增加的薄層。剛說粘性是流體內部的，和固體有什么關系呢？

SiC 模塊上下兩底部與水冷之間進行強制換熱，其環境溫度 為 45℃，對流換熱系數設置為 3mW/(mm2 ?K)，對稱面采取相對絕熱狀態，不設置對流 換熱，其余裸露在空氣中的模塊表面與空氣進行對流換熱，環境溫度設置為 25℃，其對 流換熱系數設置為 0.01mW/(mm2 ?K)。添加載荷及邊界條件的有限元模型如圖 3 所示。

熱BC：在模型上指定此邊界條件能讓使用者在之后模具熱邊界條件(Mold Temperature B.C.) 設定自定義的模腔表面溫度在成型周期中隨時間的變化。 導熱邊界條件：指定到模座與熱澆道金屬間的交界面來讓熱能夠通過，不然此交界面都是假設為絕熱。 IMD薄膜BC：以BC方式在模型中加入薄膜來進行模內裝飾 (In-mold Decoration)。

由于流體直接沖擊固體壁面，流程短而邊界層薄，所以對流換熱系數顯著增大。在用液體射流沖擊加熱面時，如熱流密度已高至足以產生沸騰，則就成為兩相射流沖擊換熱。實驗表明，此時不但可提高沸騰換熱系數，而且可使燒毀點推遲，顯著提高臨界熱流值。(3)加插入物 在管內安放或管外套裝如金屬絲、金屬螺旋圈環、盤狀構件、麻花鐵、翼形物等多種型式的插入物，可增強擾動、破壞流動邊界層而使傳熱增加。

></p><p>采用 Fluent meshing 進行網格劃分，背景網格與前景網格皆采用六面體網格劃分，并劃分相對應的邊界層網格。

熱邊界層厚度：其中δ表示速度邊界層的厚度，δt表示熱邊界層的厚度濃度邊界層：某組分在流體中的濃度與固體壁面的濃度存在差異，則在壁面垂直方向上的流體內部將存在濃度梯度的流體薄層。 濃度邊界層厚度其中δ表示速度邊界層的厚度，δc表示熱邊界層的厚度， 2.

在流體邊界（表面）的熱傳遞中，努塞爾數 (Nu) 是跨越邊界的對流熱量與傳導熱量的比率。在傳熱實驗和CFD計算中，Nu 數是反映對流換熱能力的一個重要無量綱數。 其中，h 為流體的對流傳熱系數，L 為傳熱面的幾何特征長度，λ 為流體的導熱系數。