CST熱仿真實(shí)例（3）- 針式散熱片，CHT求解器

這期我們介紹熱仿真中的CHT共軛傳熱求解器，仿真散熱片的溫度分布。模型采用之前的熱穩(wěn)態(tài)案例和熱瞬時(shí)案例都用的散熱片。

求解器換成CHT，查看熱源還是5W。

值得注意的是熱表面，非CHT時(shí)定義用了對流熱傳遞系數(shù)20，用CHT時(shí)這個(gè)熱表面便自動被排除了，因?yàn)镃HT計(jì)算熱對流，如果這個(gè)熱表面用戶有添加，CHT就會給出這個(gè)表面的對流熱傳遞系數(shù)。

其定義基本為空。

下面進(jìn)入CHT求解器，對于自然對流散熱，要添加重力效果，熱空氣上升，冷空氣下降。由于鋁材料屬性中沒有定義熱輻射，我們只仿真熱傳導(dǎo)和熱對流。

可查看網(wǎng)格.

仿真結(jié)束后，查看結(jié)果，比如三維的溫度分布，

可見最高溫度為67攝氏度，比之前Ths和Tht仿真的最高溫度44攝氏度要高。

熱空氣加速上升速度圖：

下面我們來分析一下CHT與THs仿真出來的穩(wěn)態(tài)溫度差異，如剛才所說，CHT幫助計(jì)算熱傳遞系數(shù)，所以1D結(jié)果中，散熱面surfaceprops1的系數(shù)可見，約為8，比之前THs案例中用的20要低，說明THs更精確計(jì)算的話，本身應(yīng)該沒有20那么強(qiáng)的散熱能力。所以THs計(jì)算的溫度應(yīng)該更高一些，合理合法。

我們將THs仿真中的熱表面系數(shù)調(diào)整為7.98，快速仿真驗(yàn)證。

這樣的THs結(jié)果中，溫度達(dá)到75攝氏度，反超CHT的結(jié)果，這又是為什么呢？如果留意CHT監(jiān)視器結(jié)果中，還有一個(gè)熱傳遞系數(shù)，大家就能明白了。這個(gè)系數(shù)是熱源的，9.5左右，熱源是散熱片底座，與空氣接觸，也有散熱功能，合理合法。

作為第二次驗(yàn)證，我們可以在THs項(xiàng)目中，選中熱源底座的所有的面，然后定義一個(gè)新的熱表面，傳遞系數(shù)設(shè)9.57，然后快速仿真驗(yàn)證。

這次溫度為64.2度，與CHT的67度非常接近了。

同理，我們也可以在THt中應(yīng)用這些熱對流傳遞系數(shù)，很快地得到溫度上升的動圖：

和之前的THt結(jié)果相比，我們改過系數(shù)后的溫度上升較慢，需要更長時(shí)間達(dá)到穩(wěn)態(tài)，原因是之前的系數(shù)20都給了散熱片結(jié)構(gòu)，所以散熱較快。但穩(wěn)態(tài)溫度三個(gè)求解器得到的差不多，都是65攝氏度上下。

其實(shí)CHT的三維結(jié)果里面有每個(gè)位置的熱對流傳遞系數(shù)，所以嚴(yán)格意義上講，THs的結(jié)果要想準(zhǔn)，需要細(xì)化每個(gè)面的傳遞系數(shù)。

小結(jié)：

1.    對于熱仿真的結(jié)果判斷，很大程度上依靠常識，通過觀察溫度范圍，熱流方向等結(jié)果可判斷仿真結(jié)果是否有效。

2.    CHT仿真較慢，因?yàn)樽詣佑?jì)算熱對流。THs與THt仿真快很多，只是需要用戶定義熱對流。CHT與二者結(jié)合著用，有時(shí)效果更好。

3.    CHT在自然散熱情況下，建議Z+方向（熱空氣流動方向）的距離要夠大，本案例其實(shí)加的不夠大。

4.    CHT求解過程是迭代的，本案例簡單，直接很快迭代收斂。對于復(fù)雜案例，建議先手控迭代次數(shù)，確保網(wǎng)格邊界設(shè)置合適，可通過觀察溫度分布、流體走向、求解器收斂信息等等判斷；然后再增加迭代次數(shù)。