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文档简介
1、Gambit创建模型创建模型FLUENT计算及后处理计算及后处理 Gambit创建模型创建模型 创建几何模型 划分网格 指定边界条件Circuit board (externally cooled)k = 0.1 W/mKh = 1.5 W/m2KT = 298 KAir OutletAir inletV = 0.5 m/sT = 298 KElectronic Chip(one half is modeled)k = 1.0 W/mKQ = 2 WattsTop wall(externally cooled)h = 1.5 W/m2KT = 298 KSymmetry Planes问题描述问
2、题描述ChipBoardFluid1.2.创建一个创建一个plane来分割来分割volume 1创建创建board区域区域移动移动plane到适当位置,对到适当位置,对volume 1进行进行split将创建的将创建的plane沿沿Y向上平移向上平移0.13.4.用平移后的用平移后的plane对对volume 1进行进行split5.创建创建chip体体6.移动移动chip体到具体位置体到具体位置7.用体相分割,得到流体区域用体相分割,得到流体区域Volume 2 Volume 2Volume 3Volume 2 split with volume 31.将将chip边划分为边划分为15*7*
3、447152.划分其他边的网格划分其他边的网格Board沿沿Y向边:向边: 4Board沿沿Z向边:向边: 8Fluid 沿沿Y向边:向边: 16沿沿X方向长边:方向长边: 100划分数:划分数:444100100 16 16 16 16883.划分体的网格划分体的网格选择所有体选择所有体1。隐去网格,便于操作。隐去网格,便于操作2。指定速度入口。指定速度入口InletVelocity_inlet3。指定压力出口。指定压力出口OutletPressure_outlet4。指定。指定board-side为为wall 类型类型Board-sidewall5。指定。指定board上的对称面上的对称面
4、Board symmSym-1边界类型条件都为边界类型条件都为 symmetry6。指定。指定board上的上下面边界条件类型上的上下面边界条件类型 wallBoard topBoard bottom7。指定。指定chip上的边界条件类型上的边界条件类型ABFCDGEHChip边界类型:边界类型:与与board接触的面接触的面BCDE : chip-bottom -wall与流体接触的与流体接触的4个面个面 : chip-side -wall(ABCH,CDGH,DEFG,AHGF) 面面ABEF : chip-symm -symmetry8。指定。指定fluid区域上的边界条件类型区域上的边
5、界条件类型fluid-symmSym-2ADCBFluid区域的顶面区域的顶面ABCDwall9。指定区域类型。指定区域类型指定流体区域指定流体区域 指定固体区域指定固体区域123绿色绿色 : fluid红色(红色(chip) : solid紫色(紫色(board): solid10。输出网格。输出网格12在File Name中自定义名称然后 Accept网格成功输出FLUENT计算及后处理计算及后处理l 读入mesh文件l 选择物理模型l 定义材料属性l 指定边界条件l 初始化l 设置求解器控制l 设置收敛监视器l 计算l 后处理1 . FLUENT读入网格读入网格File-Read-Cas
6、e选择刚从Gambit中输出的网格文件(.msh文件)Grid-Check检查网格质量,确定最小体积大于0此数值大于0启动3D-FLUENT2 . 确认计算域大小确认计算域大小Grid-Scale在Gambit中是以m为单位建模在Scale Grid菜单中,选择Grid was created in inch,点击 change length units, 然后再点击 Scale, 得到正确大小的计算区域。3 . 选择求解器,物理模型选择求解器,物理模型DefineModel-Solver保持缺省值。DefineModel-Energy打开能量方程,设计到温度计算。DefineModel-Vi
7、scous4 . 定义材料属性定义材料属性DefineMaterials流体材料中包含air,不另需定义定义固体材料:chip,board在Materials面板中Material Type 下拉菜单中选择 solid,在Name中输入board, 删除Chemical Formula中的内容,将Thermal Conductivity 设置为0.1;点击Change/Create按扭,在弹出的菜单中选择 No.同样创建材料 chip5 . 定义边界条件定义边界条件DefineBoundary Conditions指定流体区域材料类型在Boundary Conditions面板中,Zone下面
8、选择fluid,然后在Type一侧选择fluid,点击Set按扭,在弹出的Fluid面板中选择Material Name 为air(实际默认正确)。指定固体区域材料类型在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择board,然后在Type一侧选择solid,点击Set按扭,在弹出的Solid面板中选择Material Name 为board(实际默认正确)。同样指定chip材料类型指定chip的热生成在Solid面板中,勾选Source Terms,然后选择Source Terms菜单,点击Edit,进入Energy面板,将数值设为1,菜单将扩展开来,从下拉选项中选择con
9、stant, 然后将前面数值设定为904000,然后确认OK。指定速度入口条件在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择inlet,确认Type下为velocity-inlet,点击Set进入到Velocity-inlet面板中,在velocity specification method右边选择Magnitude and Direction, 菜单展宽。在Velocity Magnitude后面输入1, 在x-Componen of Flow Direction后面输入1,其他方向保持为0。表示air流体沿x方向以1m/s的大小流动。选择Thermal 菜单将Tempe
10、rature设定为298K。指定压力出口条件指定symmetry条件在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择board-symm,确认Type下为symmetry;同样对chip-symm, fluid-symm, sym-1, sym-2进行确认,不需要另外设置。指定模型跟外部氛围的换热条件在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择 top-wall,确认Type下为wall;点击Set进入wall面板,选择Thermal 菜单,在Thermal Conditions下选择Convection,设置Heat Transfer Coefficien
11、t 为1.5,Free Stream Temperature为298。top-wall:模型Y向最顶部跟周围氛围的换热条件,其材料默认为铝。board-bottom:模型Y向最小面跟周围氛围的换热条件在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择 board-bottom,确认Type下为wall;点击Set进入wall面板,选择Thermal 菜单,在Thermal Conditions下选择Convection,设置Heat Transfer Coefficient 为1.5,Free Stream Temperature为298。将Material Name下的选项选择
12、为board.指定与chip相关的边界条件在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择 chip-bottom,确认Type下为wall;点击Set进入wall面板,选择Thermal 菜单,在Thermal Conditions下选择默认为Coupled,将Material Name下的选项选择为chip.1chip-bottom2chip-side指定与board相关的边界条件board-sideboard-top5 . 求解设置求解设置Solve-Control-Solution保持默认设置 Solve-Initialize-Initialize1432从Comput
13、e From下拉项中选择inlet,然后依次点击init,进行初始化, Apply, Close进行初始化Solve-Monitors-Residual设置收敛标准勾选Plot在计算迭代过程中,能直接对收敛过程 进行监测。默认的标准能满足当前问题的精度6 . 求解迭代求解迭代Solve-Iterate在Iterate面板中设置Number of iterate 300 次,然后点击Iterate, 进行计算。监测残差曲线Residual 各监测曲线都达 到设定的收敛标准。Fluent窗口中 显示达到收敛后处理后处理1.显示chip附近的温度分布2.显示z=0平面的温度分布3.创建速度矢量图创建
14、y=0.25inch的平面Surface-Iso-Surface123451.在Surface of constant下面选择Grid;2.选择Y-Coordinate;3.点击Compute,将会显示Y值的最小、最大值;4.在Iso-Value下输入 0.25;并命名为y=0.25;5.点击Create创建平面Display-Vectors. Select y=0.25 从 the Surfaces list; Enter 3.8 for the Scale; Enable Draw Grid in the Options group box,将弹出Grid Display菜单,选择Face从Options中,随后从Surfaces下面选择board-top,chip-side,接着点击Colors按扭,进入Grid Colors菜单,按图进行设定。点击点击Vector面板下的面板下的ApplyDisplay- Views. Display- Options. 从Mirror Planes选择chip-symm勾选Light On最后效果图最后效果图附
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