2.3 管內(nèi)流動(dòng)
在電子散熱領(lǐng)域的某些流動(dòng)類(lèi)似于管內(nèi)流動(dòng)，例如空氣通過(guò)散熱器的兩個(gè)翅片。
2.3.1 管內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流
管內(nèi) 時(shí)，流體由層流狀態(tài)過(guò)渡為湍流狀態(tài)。在雷諾（Reynolds）準(zhǔn)則數(shù)的定義中，其特征長(zhǎng)度 。
2.3.2 管內(nèi)自然對(duì)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(jì)算流場(chǎng)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(chǎng)內(nèi)動(dòng)量的守恒，而連續(xù)性方程描述了流場(chǎng)內(nèi)質(zhì)量的守恒。如果有讀者對(duì)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(shū)籍。只有物理量耦合系統(tǒng)是非常簡(jiǎn)單的物理模型和幾何外形時(shí)，才能夠通過(guò)手算的方式進(jìn)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(xiàng)情況下的簡(jiǎn)化。當(dāng) ＝0時(shí)，納維斯托克斯方程可以簡(jiǎn)化為歐拉方程：
伯努力方程表明，在流動(dòng)方向上動(dòng)壓 和靜壓 之和是常數(shù)。這個(gè)常數(shù)的具體值是多少不是我們所關(guān)心的。某些時(shí)候我們需要通過(guò)上式來(lái)控制Flotherm的某些結(jié)果，例如：通道內(nèi)流動(dòng)隨著流動(dòng)截面變化。
注意：靜壓和動(dòng)壓的和稱(chēng)為總壓 ， 可以通過(guò)在[Model/Auxiliary variables]作為一個(gè)附加的變量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，在Flotherm計(jì)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(yuǎn)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(guò)一個(gè)截面為 的區(qū)域，則流體通過(guò)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(rèn)的是1個(gè)大氣壓下，30℃時(shí)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(huì)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(lái)自濕空氣，而VDI Heat Atlas中的空氣值來(lái)自干空氣。C..Lasance將濕空氣的影響進(jìn)行了整理：
來(lái)源：C. Lasance: “The thermal conductivity of moist air”, ECM 9(4) 2003
2.5.3 干空氣
來(lái)源：VDI Wärmeatlas, VDI-Verlag, Düsseldorf 1988 (5.Ed.)
2.5.4 狀態(tài)方程
任何的流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算都需要流體密度、溫度和壓力之間的關(guān)系式。這個(gè)關(guān)系式稱(chēng)為狀態(tài)方程。
最簡(jiǎn)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(gè)假設(shè)對(duì)于絕熱（也就是沒(méi)有熱量交換）流動(dòng)而言是正確的。
另一個(gè)比較簡(jiǎn)單的假設(shè)是Boussinesq假設(shè)，其認(rèn)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(shí)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(duì)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(xiàng)。當(dāng) 或 時(shí)浮升力促使的流動(dòng)狀態(tài)為湍流。
2.7.2 標(biāo)準(zhǔn)湍流模型
標(biāo)準(zhǔn)“LEVEL”湍流模型是基于一方程混合長(zhǎng)度模型。
更多的相關(guān)內(nèi)容可以參閱Agonafer和Spalding的書(shū)籍和Flotherm Technical Paper T352
2.7.3  模型
 湍流模型中引入了兩個(gè)新的流場(chǎng)變量 和 ，這兩個(gè)參數(shù)描述了動(dòng)能能量和耗散率。這兩個(gè)參數(shù)都是基于計(jì)算的速度梯度，因此必須具有良好的網(wǎng)格。可以通過(guò)觀察變量Turbulent Viscosity來(lái)檢查湍流的程度。在其它的相關(guān)書(shū)籍中可以找到更詳細(xì)的資料。
建議：如果對(duì)于高幾何模型標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電子散熱仿真過(guò)程中涉及的物理學(xué)原理.pdf

標(biāo)簽： 點(diǎn)擊： 評(píng)論: