[ANSYS] 水冷散热的仿真

JUMU实名认证 发表于 2018-11-20 22:49 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
问题描述
如下图所示,黄色的为线圈电机,其功率为500w每个,通过水冷散热,其进水口为1m/s,水冷板材料和电机线圈材料均为AL。查看模型整体温度。

水冷散热的仿真

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图 1 问题描述
外部建模
1、首先建立水道的流动模型如下图所示。

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图 2 水道草图
2、建立水道壳体,通过拉伸及偏置进行水道的切除

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图 3水道实体
3、建立电机及接触板等。

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图 4 热仿真电机总体模型
Workbench中的模型处理
4、导入到workbench中,通过spaceclaim进行体积抽取建立流体水道模型。

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图 5 spaceclaim中体积抽取
5、用mesh进行网格划分
可以将所有的part进行和并成一个part共节点,但是对于性能较低的电脑可以使用接触,仅将水道和流体进行共节点,电机及接触的板与水道进行绑定接触。

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图 6 网格划分
6、点击setup,选择serial,单核进行计算(电脑有多核可以选择多核)。

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图 7 fluent 启动
Fluent中的条件设置
7、初始条件设置,选择添加重力条件。

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8、进口速度为1m/s,进行简单的计算,超过湍流的雷诺数,选择k-epsilon的湍流模型,参数默认即可。同时打开energy选项。

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图 8 湍流模型选择
9、添加water的材料

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图 9 材料
10、模型初始化。选择赋予相应的模型材料,设置电机的功率密度。功率密度等于功率除以发热电机体积。

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图 10 电机功率
11、进行接触部分耦合

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图 11 接触耦合
12、边界条件设置,其中inlet1和inlet2流速都是1m/s,进水温度295K。turbulent intensity为5%,hydraulic diameter为9.6mm。出口为大气压101325Pa。温度为295K。

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图 12进口边界条件

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图 13 出口边界条件
13、对于外wall的设置考虑到空气散热,其heat flux为10W/m2。

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图 14 wall设置
14、选择算法为simplec,选择gradient为green-gauss node based。其余参数默认。

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图 15算法选择
15、残差设置。残差参数默认。

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图 16 残差设置
16、初始化,选择standard initialization,对inlet1进行初始化。

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图 17 初始化
17、计算,设置number of iterations为200

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图 18 迭代数量
计算结果
18、计算残差曲线如下图所示。

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图 19 残差曲线

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图 20 散热效率及功率

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图 21整体模型温度

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图 22 水道内部压力

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图 23 水道内部流速

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