热设计 瞬态分析

1、 .高级培训:瞬态分析Flomerics中国代表处 .瞬态分析开机瞬态开机瞬态;关机瞬态关机瞬态;故障瞬态故障瞬态:冷却设备发生故障冷却设备发生故障,如风扇失效如风扇失效;变化功耗的瞬态变化功耗的瞬态;变化环境温度的瞬态变化环境温度的瞬态;初场初场;材料密度材料密度+比热容比热容;时间步上的离散时间步上的离散;瞬态所需要的参数瞬态所需要的参数: .瞬态特性TlkAC V Cp时间常数时间常数:热阻热阻*热容热容经验公式：开机经过5*TC时间后，固体大致达到热平衡。 .瞬态特性exp(/)scambsTTt tTT时间常数的求解方法：t时刻一固体的温度值估计公式，可借助该公式求解TC：T:器件的

2、器件的t时刻点温度时刻点温度;TS:器件的稳态温度器件的稳态温度;Tamb:环境温度环境温度 .瞬态分析步骤1) 同稳态分析一样建立求解模型(材料的密度和比热容)；2) 设定求解初场；3) 设定瞬态变化物理量(变功耗变环境温度其它)；4) 划分求解时间步；5) 设定需保存结果的各时间步；6) 求解分析；7) 后处理； .瞬态的初场初场的定义： 2)Initial Variables；1)Global System Settings； 3)Subdomain1)初场(优先级较initial variables小)2)边界条件(优先级较ambient小)3)浮升力、辐射计算基准Global Sys

3、tem Settings的功能 .瞬态的初场初场的定义： 2)Initial Variables；1)Global System Settings； 3)Subdomain1)定义一 固定值的初场2)调用其它计算好的结果作为初场模型可以不一致模型可以不一致,网格必须一致网格必须一致 .瞬态的初场初场的定义： 2)Initial Variables；1)Global System Settings； 3)Subdomain 3)Subdomain定义求解域内不同值的物理量 .瞬态参数-密度、比热容Thin PlateCompact Component2R model瞬态分析必须保证密度和瞬态分析

4、必须保证密度和比热容属性的存在比热容属性的存在!V7.1新功能：热容网络模型新功能：热容网络模型任何Collapsed的Cuboid或Enclosure Wall都不具备热容属性 芯片的双热阻模型或热阻网络模型也不具备热容属性 .瞬态参数-芯片的折合材料库 .瞬态函数的设定Transient Function变化物理量=稳态设定值 * Transient F .瞬态函数的设定采用曲线输入采用曲线输入函数形式输入函数形式输入 .瞬态函数的设定几种瞬态函数几种瞬态函数+= .瞬态函数的设定Overlapping Functions+ .时间步的划分Total Transient Time: Sta

5、rt Time:设定整个瞬态求解的起始时间 End Time:设定整个瞬态求解的终止时间Transient Solution Period: Start Time:本次求解时瞬态计算起始的时间 Duration: 最大充许的时间步Keypoint Tolerance: 最小充许的时间步软件会自动跟据瞬态函数的软件会自动跟据瞬态函数的周期和忽变点上划分时间步周期和忽变点上划分时间步 .时间步的划分时间步细分准则:一定要细分到计算结果不发生改变为致:5分钟划分一个时间步分钟划分一个时间步2.5分钟划分一个时间步分钟划分一个时间步1.25分钟划分一个时间步分钟划分一个时间步0.625分钟划分一个时间

6、步分钟划分一个时间步0.3125分钟划分一个时间步分钟划分一个时间步例:一变化功耗:周期为5分钟 .变化环境温度的设定 .变化环境温度的设定流体物性的计算流体物性的计算如果环境温度变化太大：Fluid Property选择Ideal Gas Law而非Constant1)流体的物性应随温度值变化 2)自然浮升力的计算应基于变化 的流体密度 .瞬态分析的收敛性最大迭代次数N的设定必须合理，否则每一次计算如果都无法完全收敛，则每一个时间步都必须计算完最大的迭代次数N。最好采用收敛准则：Monitor Point Convergence For Temperature收敛准则：采用稳态收敛准则因瞬态

7、计算包括非稳态项在内，故时间步的划分同网格的划分一样，都会对计算的误差起影响，同网格一样，时间步也必须足够密到能够描述所发生的变化 .瞬态分析的收敛性总功耗=稳态功耗值 * Transient F收敛准则收敛准则=稳态功耗值稳态功耗值/200 !例：某总功耗为200*F(t)W，设定方法如下两种：1)稳态功耗值=200, F(t)=X0,1，收敛准则为1W2)稳态功耗值=1, F(t)=X0,200，收敛准则为0.005W注意：在瞬态分析中，如果某一时间步上的计算没有良好的收敛，则计算的误差会累积到以后时间步的计算当中。 .瞬态分析的后处理FLOMOTION1)首先在解算前必须保存某时首先在解算前必须保存某时刻点的计算结果刻点的计算结果, MenuModel-Save Transient Data 2)FLOMOTION后处理调入相应时刻点的温度场后处理调入相应时刻点的温度场, MenuFile-Load Time Data 3)Table后处理调入相应时刻点的温后处理调入相应时刻点的温度场度场, MenuEdit