вопрос по тепловому расчету во Flow Simulation

[kalibr89 0]

Добрый день всем!

Хотелось бы узнать правильно ли я провожу тепловой расчет. Пример - корпус. С одной стороны корпус открыт-естественное охлаждение, с другой стороны крепится вентилятор. В корпусе плата, на плате чип, на чипе радиатор.

Делаю внутренний анализ, учитываю теплопроводность в твердых телах и гравитацию:

 

 

Среда - выбираю воздух.

Далее задаю материалы: коробка стальная, плата - 12тислойная, чип - кремний, радиатор - медь.

Охлаждение-на переднюю стенку задаю естественное 

 

 

Для вентилятора задаю вентилятор. После этого на чип задаю мощность тепловыделения (Volume Source).

Собственно все, произвожу расчет.

 

Вопросы:

1) Правильно ли я создаю тепловую модель или что то упустил?

2) Можно ли задать термопасту между чипом и радиатором?

 

Сама модель

 

 

 

 

 

[soklakov 1 479]

1) Правильно ли я создаю тепловую модель или что то упустил?

В целом, да. Но корректность решения начните оценивать с результата. Поля скоростей и температура выглядят реалистичными? Насколько решение чувствительно к параметрам расчета? А еще лучше посчитайте похожую задачу, для которой Вам известен экспериментальный результат.

2) Можно ли задать термопасту между чипом и радиатором?

А смысл? Её теплопроводность близка к идеальной.

[kalibr89 0]

В том то и дело, что мне нужно оценить температуру на чипе до того, как будут производится испытания.

Скорость воздуха,температура похожи на правду во всяком случае.

 

"Насколько решение чувствительно к параметрам расчета?" - не совсем понял вопроса, можно чуть подробнее?

[soklakov 1 479]

В том то и дело, что мне нужно оценить температуру на чипе до того, как будут производится испытания.

Само собой. Не Вы первый ;)

Но если у Вас есть результаты предыдущих испытаний, для другой конструкции, но похожей, то на них Вы можете проверить правильность использования Вами расчетного ПО. И это был бы самый правильный путь. Если придумаете лучше, дайте знать, пожалуйста 

можно чуть подробнее?

Берете любой входной параметр расчета (скорость, давление, размеры и т.д.) Меняете на 1-5%. Проверяете выходные параметры (в Вашем случае, видимо, температура). Уделите побольше внимания тем факторам, которые оказывают большее влияние на результат. Насколько точно они определены, в каких пределах они могут изменяться в реальных условиях?

[kalibr89 0]

Ясно,спасибо,буду пробовать. А тепловую модель я, получается, верно создаю? На основании того принципа, что я описал, можно промоделировать более сложную конструкцию?

[soklakov 1 479]

На основании того принципа, что я описал, можно промоделировать более сложную конструкцию?

Если позанудничать, то черт его знает, что Вы понимаете под "принципом", никогда неизвестно на какие подводные камни Вы наткнетесь в будущем.

К примеру, вот выключите Вы вентилятор и уже другого порядка проблемы сходимости решения. Начнете знакомиться с сеткой, с погранслоями, с моделями турбулентности, ...

 

Ну а если не занудничать, то ответом будет "да, вполне".

[MotorManiac 130]

Ой опять мультики ) 

[kalibr89 0]

Спасибо, еще вопрос возник: если чип охлаждается не радиатором а с помощью водяного охлаждения, то как такое промоделировать?

[soklakov 1 479]

как такое промоделировать?

А в чем проблема? Как бы Вы это сделали, если бы не знали, как правильно?

[kalibr89 0]

я бы поверх чипа создал поверхность, на которую установил бы постоянную температуру (которая предполагается на охлаждающем элементе у водяного охлаждения). 

Но беда в том, что я даже в этом случае не знаю, как задать во Flow Simulation поверхность с заданной постоянно поддерживаемой температурой.

 

Насколько данный вариант приемлем я тоже не в курсе. Собственно отсюда и вопрос...

[soklakov 1 479]

я бы поверх чипа создал поверхность, на которую установил бы постоянную температуру (которая предполагается на охлаждающем элементе у водяного охлаждения). 

Если Вы на эту поверхность зададите температуру, то что Вы будете искать?

Что значит "предполагается"? Она известна или нет? Вы ее каким-то образом рассчитали?

Скорее всего(предполагается), что в этом случае простым и достаточно точным будет задать на эту поверхность конвективный теплообмен.

[kalibr89 0]

Если Вы на эту поверхность зададите температуру, то что Вы будете искать? Что значит "предполагается"? Она известна или нет? Вы ее каким-то образом рассчитали? Скорее всего(предполагается), что в этом случае простым и достаточно точным будет задать на эту поверхность конвективный теплообмен

 

Насчет известна - известна температура воды, которая циркулирует по системе охлаждения. 

По поводу конвекривного теплообмена - можно чуть подробнее? т.е. у меня чип, на нем еще поверхность (допустим 1мм задаю), а дальше? как объяснить Flow Simulation что эта "надстройка" имеет определенную температуру и отводит тепло?

[KakTuz 31]

2) Можно ли задать термопасту между чипом и радиатором?

А смысл? Её теплопроводность близка к идеальной.

 

Идеальная теплопроводность - это что?

[MotorManiac 130]

Идеальная теплопроводность - это что?

 

автор имел ввиду что этот слой не будет являться узким местом в теплообменной системе

[soklakov 1 479]

Идеальная теплопроводность - это что?

Собственно, @@MotorManiac ответил.

Поясню, откуда термин. Термопаста, клей, просто зазоры в контакте между телами будут обладать тепловым сопротивлением. Но сами эти тонкие слои, как правило, в модели не участвуют. Вводится контакт между телами и указывается его теплопроводность. Идеальная теплопроводность этого контакта - это когда на нем нет скачка температуры, то есть сопротивление отсутствует.

По поводу конвекривного теплообмена - можно чуть подробнее?

А погуглить "конвекция"? Там же знакомьтесь с Грасгофом, Прандтлем, Рейнольдсом, Нуссельтом. Хорошие ребята, говорят, были.

С математической точки зрения это граничное условие третьего рода. Ни искомая величина, ни ее производная неизвестны, но известен коэффициент пропорциональности между ними.

К слову, задачу такую вообще без CFD решать можно. ( NB, загуглить, что такое CFD)

как объяснить Flow Simulation что эта "надстройка" имеет определенную температуру и отводит тепло?

 

Предположу, что для этого надо будет "внешнее обтекание решать", но не факт. А вообще по кнопкам за SW не скажу.

Если Вам повезет, то придет @@kristeen и подкинет ссылку на подходящий туториал.

[danzas 104]

Поясню, откуда термин. Термопаста, клей, просто зазоры в контакте между телами будут обладать тепловым сопротивлением. Но сами эти тонкие слои, как правило, в модели не участвуют. Вводится контакт между телами и указывается его теплопроводность. Идеальная теплопроводность этого контакта - это когда на нем нет скачка температуры, то есть сопротивление отсутствует.

Поддерживаю. Для начала соискателю, дабы убедиться в обоснованности выбора, стоит отмоделить примитив с мизерным временем обсчета, "прокатать" его без пасты и с пастой и на этом примитиве увидеть, насколько велико влияние этой прослойки, стоит или не стоит заряжать этот элемент. Собственно простое прилегание модели процессора к модели кулера - это максимально высокий тепловой контакт, реализуемый средствами САПР. Просто в трехмерной модели он запросто реализуем, а в реальных физических объектах действительно приходится использовать термоконтактную пасту.

[MotorManiac 130]

К слову, задачу такую вообще без CFD решать можно

 

Таки можно по 1 формуле сосчитать на кулькуляторе......но сейчас же автор будет моделировать конвекцию с внутренней задачей - получится долго и с огромной ошибкой :)........ я в соседней теме честно пытался помочь с расчетом блока но автор куда то убежал.....

[soklakov 1 479]

Таки можно по 1 формуле сосчитать на кулькуляторе...

Перед этим надо обломать зубы об CFD.

Вполне распространенное мнение, что есть некие программы, с помощью которых можно смоделировать реальность, надо только знать, какие кнопки нажать. И это, конечно же, куда лучше и современнее, чем читать книжки 50-100 летней давности. Мнение такое в мозгу крепится надежно, как правило, до первых попыток сойтись с экспериментом.

[kalibr89 0]

Пытался вчера разобраться как задать водяное охлаждение (поверхность с конвективным теплообменом), но безуспешно. Может кто подсказать по Flow Simulation?

[soklakov 1 479]

@@kalibr89, попробуйте начать с гугла.

Мне вот первое, что попалось. 

И да, это не Flow Simulation.