本章节介绍如何利用Fluent模拟展翅散热片自然对流换热。

执行以下任务：

• 设置操作条件和材料特性，以便在FLUENT中求解自然对流
• 为浮力流定义压力边界条件
• 为浮力流选择适当的求解控制
• 进行能量平衡及传热系数后处理

1 问题描述

案例散热器模型如下图所示。

计算区域模型如下图所示。

2 Fluent设置

• 以 3D、double-precision启动Fluent
• 读取计算网格heatsink-natl-conv-poly.msh.gz

计算网格如下图所示。

2.1 Models设置

• 激活能量方程
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• 采用层流模型
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  注：自然对流的流型需要采用瑞利数进行判断。本案例瑞利数大约为2.7e4。
 

2.2 Materisls设置

• 从材料库中添加材料Copper
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• 新建材料grease，采用下图所示材料参数
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• 新建固体材料component，如下图所示设置材料参数
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• 修改材料air的属性参数，如下图所示
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2.3 区域设置

• 设置区域copper的介质材料为copper
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• 设置区域heater材料介质为grease，激活选项Source Terms
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• 指定区域热源为2325000 w/m3
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• 其他区域采用默认设置

2.4 边界条件设置

• 如下图所示同时设置边界outlet-fluid及outlet-fluid.1
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• 设置Backflow Toal Temperature为298.15 K
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• 如下图设置边界wall-heater-copper
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  注：这代表了在加热器和铜板之间施加的0.1毫米热润滑脂的热阻
 

• 如下图所示，将边界wall-heater-copper参数拷贝到边界wall-copper-heatsink
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2.5 操作条件

• 点击按钮Operating Conditions…打开操作条件设置对话框
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• 如下图所示设置操作条件
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