2.3 管內(nèi)流動
在電子散熱領(lǐng)域的某些流動類似于管內(nèi)流動，例如空氣通過散熱器的兩個翅片。
2.3.1 管內(nèi)強迫對流
管內(nèi) 時，流體由層流狀態(tài)過渡為湍流狀態(tài)。在雷諾（Reynolds）準則數(shù)的定義中，其特征長度 。
2.3.2 管內(nèi)自然對流

2.4 納維－斯托克斯、伯努力、連續(xù)性方程
2.4.1 納維－斯托克斯方程
Flotherm計算流場內(nèi)的壓力和流速（還采用一些湍流模型）。納維－斯托克斯方程描述了流場內(nèi)動量的守恒，而連續(xù)性方程描述了流場內(nèi)質(zhì)量的守恒。如果有讀者對這方面的資料感興趣，可以參閱Flotherm的在線幫助（Background Theory）或者相關(guān)書籍。只有物理量耦合系統(tǒng)是非常簡單的物理模型和幾何外形時，才能夠通過手算的方式進行求解。
2.4.2 伯努力方程：
伯努力方程是納維斯托克斯方程在穩(wěn)態(tài)不可壓流體忽略粘性項情況下的簡化。當 ＝0時，納維斯托克斯方程可以簡化為歐拉方程：
伯努力方程表明，在流動方向上動壓 和靜壓 之和是常數(shù)。這個常數(shù)的具體值是多少不是我們所關(guān)心的。某些時候我們需要通過上式來控制Flotherm的某些結(jié)果，例如：通道內(nèi)流動隨著流動截面變化。
注意：靜壓和動壓的和稱為總壓 ， 可以通過在[Model/Auxiliary variables]作為一個附加的變量來進行計算，在Flotherm計算結(jié)束之后可以在后處理中觀察。
注意：只要空氣流速（大約 ）遠低于音速，那么空氣可以視作不可壓流體。
2.4.3 連續(xù)性方程
假定流體以流速 通過一個截面為 的區(qū)域，則流體通過這一區(qū)域的體積流量為 [m³/s]：

2.5 流體數(shù)據(jù)
2.5.1 Flotherm 中空氣數(shù)據(jù)
Flotherm中默認的是1個大氣壓下，30℃時候的濕空氣參數(shù)
2.5.2 濕空氣
如果將以上數(shù)據(jù)與下一章VDI Heat Atlas中的空氣數(shù)據(jù)比較，我們會發(fā)現(xiàn)這些值之間有略微的差異。這是由于Flotherm中空氣的數(shù)據(jù)來自濕空氣，而VDI Heat Atlas中的空氣值來自干空氣。C..Lasance將濕空氣的影響進行了整理：
來源：C. Lasance: “The thermal conductivity of moist air”, ECM 9(4) 2003
2.5.3 干空氣
來源：VDI Wärmeatlas, VDI-Verlag, Düsseldorf 1988 (5.Ed.)
2.5.4 狀態(tài)方程
任何的流體動力學(xué)計算都需要流體密度、溫度和壓力之間的關(guān)系式。這個關(guān)系式稱為狀態(tài)方程。
最簡單的假設(shè)就是密度為常數(shù)，因此它就不隨著壓力和溫度變化。這個假設(shè)對于絕熱（也就是沒有熱量交換）流動而言是正確的。
另一個比較簡單的假設(shè)是Boussinesq假設(shè)，其認為密度是局部空氣 和環(huán)境空氣 溫差的線性函數(shù)。
2.5.5 水

2.6 用戶定義熱交換系數(shù)
僅僅在你知道實際情況的下才這么做，一般不建議使用Surface Exchange Attribute

2.7 湍流
2.7.1 層流
在自然對流和小幾何尺度情況下不使用湍流模型，也就是選擇層流選項。當 或 時浮升力促使的流動狀態(tài)為湍流。
2.7.2 標準湍流模型
標準“LEVEL”湍流模型是基于一方程混合長度模型。
更多的相關(guān)內(nèi)容可以參閱Agonafer和Spalding的書籍和Flotherm Technical Paper T352
2.7.3  模型
 湍流模型中引入了兩個新的流場變量 和 ，這兩個參數(shù)描述了動能能量和耗散率。這兩個參數(shù)都是基于計算的速度梯度，因此必須具有良好的網(wǎng)格?？梢酝ㄟ^觀察變量Turbulent Viscosity來檢查湍流的程度。在其它的相關(guān)書籍中可以找到更詳細的資料。
建議：如果對于高幾何模型標準的湍流模型不能收斂，嘗試使用 模型。
p33-p44

Flotherm資料下載: 使用Flotherm進行電子散熱仿真過程中涉及的物理學(xué)原理.pdf

標簽： 點擊： 評論: