Floefd体验分享:期待之外的SolidWorks Flow Simulation挑战

Floefd的卖点是同步嵌入3D CAD软件,几何不用任何更改直接使用,而且网格自动化。但笔者近日通过一仿真案例发现,当模型中出现倾斜薄板时,对原始CAD几何做适合CFD的处理可以为后续网格划分提供极大便利,而且在保持网格数较小和较快计算速度的同时,保证计算精度。


一薄板,长宽均为200mm,厚1mm,与水平面夹角45度。材料纯铝(导热率237W/mk),自身热量10W,环境温度20度,在开放空间内自然对流,不考虑辐射。在Floefd中建模如下(薄板具有真实厚度,面体在Floefd中无法识别):

不尽如人意的Floefd (SolidWorks Flow Simulation)的图1

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1. 第一次计算

网格设置如下,初始网格级别选2,设置目标:薄板的最大温度。

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计算结果如下:网格数4132,最高温度50.3956度。

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2. 第二次计算

做网格无关性检查,初始网格级别选3:

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计算结果如下:网格数9860,最高温度52.99度。与第一次结果仅相差不到3度,似乎已达到稳定值。

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3. 第三次计算

初始网格级别选4:

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计算结果如下:网格数24536,最高温度48.7754度。又有显著下降。

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4. 第四次计算

初始网格级别选5:

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计算结果如下:网格数51544,最高温度48.5321度。此时可认为达到稳定值。计算时间57秒。

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5. Icepak中第一次计算

按照同样的初始条件和边界条件,同样的材料在Icepak中建模,薄板按thin plate建模:

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对薄板建立单独画网格的装配。网格设置窗口内,除了设置网格基本尺寸是计算域尺度的1/20外,其它无任何额外设置。生成网格如下,网格数量8806。

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计算时不选中coupled pressure-volicity formulation,  251步收敛,薄板最高温度48.8741度, 计算时间 40秒。

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6. Icepak中第二次计算

网格不变,计算时选中coupled pressure-volicity formulation(内部的2个子项也选中),90步收敛,薄板最高温度48.8795度, 计算时间 32秒。

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7. 总结

主流的电子散热分析软件中,Icepak的网格能力是最强的,同时依靠业界领先的算法,相对其它软件在总体性能上具有明显的优势。




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