6.1版本中文教程4

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1、FLOTHERM V6 Introductory Training Course Tutorial 4练习题4 模型细化本练习指导用户改进电子机箱的表示，请完成以下步骤：1. 用离散元件替代PCB中元件的均匀表示。2. 增加辐射热传递处理3. 求解和分析结果。练习题4 模型细化Load(读取) “Tutorial 3”并将它保存为“Tutorial 4”。将title(标题)设为 “Refined model of the set top box”。在改进set-top box(置顶盒)模型的过程中，我们对练习3中的PCB板和元件进行更加详细的建模.在项目管理窗口(PM)中，对名为“Elect

2、ronics” 的组件和简单部件“PCB 1”进行扩展。将PCB板的名称由PCB 1:0改为PCB 1。删除位于PCB 1上的元件“Component”。我们现在要定义此Apply over board(均布于整个板)热源并将它建模为独立的元件，同时仍将其余部分保留为均匀分布热源。选中“PCB 1”，点击Component(元件)简单部件图标 ，此图标在调色板中(可通过热键F7或点击图标打开调色板)右键点击此元件进入Construction菜单。并更名为“Comp1”。为此元件分配一个7.0W的功率。定义位置：Xo=35mm Yo=30mm 选择Top(位于 PCB板上部)；尺寸：Xo=25m

3、m, Yo=25mm, Zo=7mm.。将Modeling Option(建模选项)选项设为Discrete (离散)并选择Solid Component(固体元件)。 在Component Material(元件材料)项中点击Material (材料)并在弹出的窗口中点击New(新建)创建一种新的材料。.定义这种材料的名称为“Lumped Chip” 并给它一个Constant (恒定的)热传导系数值20W/mK 。点击OK退出此对话框并在Material Selection(材料选择) 列表中选中“Lumped Chip”点击Attach(应用于)，将这种材料应用于元件“Comp1”。 点

4、击OK(确定)退出 PCB Component对话框。依上述步骤，在“PCB1”上创建以下元件:PCB1热耗位置(mm)尺寸(mm)(W)XoYoSideXoYoZoGeneral3.500Top1902105Comp 20.535105Top20202生成一个2 x 2的阵列模型，Pitch(间距)为Xo = 40 mm, Yo = 35 mmComp 31.013035Top20204Comp 41.513065Top25252备注:1. “General” 是 Apply over board(均布于整个板)，所有其它的元件都是 Discrete(离散)和Solid Component(

5、固体元件)。2.“General”不需要材料属性。其他元件都要应用Lumped Chip材料属性。 3. 使用Pattern(阵列)选项为“Comp2”创建一个2x2的元件阵列。.展开 “PCB 2”。重复与我们在PCB 1中创建元件相似的步骤，为“PCB 2”创建下表中的元件。PCB2热源位置(mm)尺寸(mm)(W)XoYoSideXoYoZoGen_bot1.000Bottom150903Comp_b11.07515Bottom15153Gen_top 1.500Top150903Comp_t11.03555Top15153Comp_t20.59525Top10102备注:1. 在创建上

6、述元件之前要删除原有的器件。(在此是“Component:0”和“Component:1”)。2. Gen类元件是Apply over board (均布于整个板)的，它没有任何材料属性。3. 其他元件均为Discrete (离散)和 Solid Component(固体元件)，并有Lumped Chip的材料性能。如果您愿意，可以在此求解这一模型，并与练习3中PCB板的平均温度进行比较。您会发现，建立了Discrete (离散)和Solid Component(固体元件)之后，板的最大温度与练习3中会有所不同，但平均温度应该相近。PCB 1 平均温度值 : _PCB 2平均温度值: _在项目

7、管理窗口(PM)中，展开“Structure”(结构)组件。右键点击Chassis，进入Construction菜单。将Modeling Level(建模级别)项从Thin(薄) 改为 Thick(厚)。 这样就使置顶盒机箱的各个壁面都参与辐射，并计算机箱壁的热分布。在项目管理窗口(PM)中，选中PCB1下的“Comp1”并在实体调色板中点击Monitor Point(监控点)图标。右键点击新生成的监控点，进入Location(安置)菜单将其更名为“MB_Comp1”。此监控点位于“Comp1”的中心，用于监控这一元件的温度。一般来说，监控点设在系统中最重要的元件内。这样，可以使用户能够动态的

8、跟踪求解过程以确保其逼近合理值。 重复上述步骤，在PCB2子组件的元件“Comp_t1”内部设置一个监控点。命名为 “DB_Comp1”。进入System Grid(系统网格)对话框并使用Medium(中等)网格设置。保存此项目，选择菜单Solve/Re-initialize(求解/重新初始化)重新初始化，并运行Sanity Check(错误诊断)。有关Block Correction Groups(块校正组)的信息可以忽略。如果没有提示任何错误或警告信息，就可以点击图标开始求解了。几分钟后各变量应该收敛，各监控点稳定在右面显示的数值上。求解收敛之后，打开FLOMOTION。通过在整个求解域创

9、建温度，速率和速度的Plane Plots(可视化平面图)来观察结果。不要忘了，创建平面图需要您点击图标。使用观测值图标，在已创建的平面上探测系统内的温度值。创建平面之后，您可以通过键盘热键“w”将模型的显示模式转换为线框结构，这样您就可以看到机箱内部的情况了。通过选择菜单Values/Result Ranges(数值/结果范围)寻找整个求解域中最热的点并在Scalar(标量)选项中选择Temperature(温度)，Options(选项)设为Overall Solution Domain(全部求解域)并选中Display(显示)。模型中显示出一个红色星号和一个蓝色星号，分别表示模型最热和最冷

10、的点。注意这些点的位置以及它们的温度值。最大温度Max. temp. _C. 位置Location :X: _, Y: _, Z: _最大温度Max. temp. _C. 位置Location :X: _, Y: _, Z: _在项目管理窗口(PM)中，点击图标打开表格窗口。选择菜单Edit/Select(编辑/选择)并在打开的列表中的Results(结果)项中选择Solid Conductors(固体导体) 及其下Smart Part Details(简单部件详细)。 同时还要选择Collapsed Resistance(压缩阻尼)及其下Smart Part Details (简单部件详细)

11、。点击OK (确定)退出对话框。使用图标和对表格窗口中显示的结果进行向前向后翻页。点击图标，进入Cuboid Fluxes(立方体热流量)显示页。查找在Y-low面上的 “Comp1”中的最小，最大和平均surface to surface (S-S)温度，并纪录如下：最小温度Min. Temp.: _C最大温度Max. Temp.: _C平均温度Mean Temp.: _C使用向前翻页图标，进入页Resistances (阻尼)。注意可通过每个Resistances (阻尼)的Net Volume Flow (净流量)察看流入和流出系统的气体流量。流入系统的流量: _流出系统的流量: _备注

12、: 如果您为方便起见要改变单位设置，可在上述练习中，选择菜单Edit/Units(编辑/单位)并将Unit Class(单位类型)项选为变量VOLRATE。.回到项目管理窗口(PM)中，选择菜单Model/Modeling(模型/建模)。在Radiation(辐射)项的三个可选项中，选择Radiation On(考虑辐射) ，引入模型的辐射。同时，选中Store Surface Temperatures(保存表面温度)。点击OK(确定)退出此对话框。在“Structure” 组件中，右键点击“Chassis”，进入Radiation(辐射)。点击 New (新建)创建一个新的辐射属性。 将这一

13、属性命名为 “Sub-divided 100mm”。在Surface(表面)项中选择Sub-divided Radiating并输入值100mm作为其Subdivided Surface Tolerance。点击OK退出此对话框。通过将窗口底部的Attachment(应用于)项设置为Default All(缺省为全部)并点击Attach (应用于)可将这种属性应用于箱体的各个面。将同样的辐射属性应用于两个PCB板。现在，Exchange Factor Calculator(交换因子计算器)被激活了。点击它开始交换因子辐射计算。计算结束，点击 运行标准CFD求解器。再次对考虑辐射的情况求解。备注

14、：Sub-divided Radiating 所指的表面辐射不是均匀的，而是考虑了每100m范围的空间温度变化。求解收敛之后，再次点击项目管理窗口(PM)或绘图板(DB)中图标打开FLOMOTION。依前文所述的过程观察结果并纪录如下：下列点的位置和温度值。最低温度Min. temp. _C. 位置Location :X: _, Y: _, Z: _最高温度Max. temp. _C. 位置Location :X: _, Y: _, Z: _同时，点击图标在FLOMOTION中的Plot项中选择Surface (表面)作为显示类型。点击Create(创建)创建一个新表面，选中 Display

15、Scalar(显示标量)并选择Temperature (温度)作为显示的标量。确定并选择对象，比如PCB板，将它们Add(添加)到此平面上。在项目管理窗口(PM)中，点击图标.再次打开表格窗口。 与前面一样，注意察看以下信息：1.对于PCB1上的“Comp1”，纪录 Y-low面的 surface-surface温度。最小温度Min. Temp.: _C最大温度Max. Temp.: _C平均温度Mean Temp.: _C以及2.流入系统的流量: _流出系统的流量: _ 将上述结果与不考虑辐射场时计算所得的结果进行比较。End of Tutorial 4FLOTHERM/China /01/06 V6 Issue 1.0Page 13