[发明专利]一种复杂流场下散热系统风侧仿真方法

摘要

本发明涉及一种复杂流场下散热系统风侧仿真方法，属于计算流体动力学技术领域。本发明首先通过对关键模型(风扇)单独进行性能校核，将满足要求的风扇模型直接移植到散热系统中，进行系统分析计算，保证了模型参数的一致性，有效解决了单一模型的数据传递问题，减少分析误差，同时大幅度提高了仿真分析效率，同时实现了对整个散热系统风侧特性进行综合评价。

主权项

1.一种复杂流场下散热系统风侧仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在三维通用软件中，由散热系统的三维模型，通过建模以及布尔运算的方法构建包括风扇、散热器以及风道这些部件在内的散热系统的风侧流动区域模型；第二步，基于所述风扇流动区域模型，增加风扇流动区域模型的进气区域模型和排气区域模型，构建风扇流动区域校核模型；第三步，将所述风扇流动区域校核模型转换成三维软件通用格式，生成通用格式文件，在转换时，坐标系使用与散热系统的风侧流动区域模型统一的公用坐标系；第四步，启动Gambit软件，通过File/Import命令，选取第三步相对应的通用格式，导入第三步生成的所述通用格式文件；第五步，在Gambit软件中，完成风扇流动区域校核模型的前处理定义，包括网格划分和边界类型定义；(1)完成所述风扇流动区域校核模型的网格划分；(2)定义所述风扇流动区域校核模型的进口边界面为interface类型；(3)定义所述风扇流动区域校核模型的出口边界面为interface类型；(4)定义所述风扇流动区域校核模型的进气区域模型的出口面为interface类型；(5)定义所述风扇流动区域校核模型的排气区域模型的进口面为interface类型；第六步，保存第五步处理完毕的风扇流动区域校核模型为.dbs文件，供后续调用；第七步，输出第五步处理完毕的风扇流动区域校核模型为.msh文件；第八步，将所述.msh文件导入Fluent软件之中，以便后续进行分析前设置；第九步，完成分析前设置：(1)通过Define/Grid Interfaces命令，将风扇流动区域校核模型的进口边界面与风扇流动区域校核模型的进气区域模型的出口面定义为Grid Interfaces；(2)通过Define/Grid Interfaces命令，将风扇流动区域校核模型的出口边界面与风扇流动区域校核模型的排气区域模型的进口面定义为Grid Interfaces；(3)采用Fluent软件的MRF功能(Moving Reference Frame)处理风扇旋转机械流动问题；第十步，利用Fluent软件完成Fluent分析计算以及后处理；第十一步，检查仿真结果与风扇试验结果的相符性，若最大误差小于预设阈值则认为仿真结果可信；若超过所述预设阈值则根据具体原因，对模型进行修正，重新进行分析，直到仿真结果与风扇试验结果处在允许的误差范围之内为止；第十二步，在第一步选取的三维通用软件中对散热系统的风侧流动区域模型进行装配，形成散热系统风侧流动区域装配模型，在装配时，排除风扇流动区域模型；第十三步，将所述散热系统风侧流动区域装配模型转换成与第三步对应的三维软件通用格式，生成通用格式文件，在转换时，坐标系选用与风扇流动区域校核模型统一的公用坐标系；第十四步，模型导入及调用：(1)启动Gambit软件；(2)通过File/open命令，打开调用第六步所生成的合格的.dbs格式的风扇流动区域校核模型；(3)通过File/Import命令，导入第十三步生成的通用格式文件；第十五步，完成模型前处理：(1)在导入散热系统风侧流动区域装配模型后的风扇流动区域校核模型中，完成散热系统风侧流动区域装配模型网格划分；(2)定义散热系统风侧流动区域装配模型与风扇流动区域校核模型进口边界面相连接的界面为interface类型；(3)定义散热系统风侧流动区域装配模型与风扇流动区域校核模型出口边界面相连接的界面为interface类型；(4)完成散热系统风侧流动区域装配模型其余界面的定义；(5)删除风扇流动区域校核模型的进气区域模型及附着其上的相关边界条件；(6)删除风扇流动区域校核模型的排气区域模型以及附着其上的相关边界条件；第十六步，保存第十五步前处理完毕的模型为.dbs文件；第十七步，输出第十五步前处理完毕的模型为.msh文件；第十八步，将所述.msh文件导入Fluent软件之中，进行分析前设置；第十九步，完成分析前设置：(1)通过Define/Grid Interfaces命令，将风扇流动区域校核模型进口边界面、散热系统风侧流动区域装配模型与风扇流动区域校核模型进口边界面相连接的界面均定义为Grid Interfaces；(2)通过Define/Grid Interfaces命令，将风扇流动区域校核模型出口边界面、散热系统风侧流动区域装配模型与风扇流动区域模型出口边界面相连接的界面均定义为Grid Interfaces；(3)通过采用Fluent软件的MRF功能处理风扇旋转机械流动问题；第二十步，完成Fluent分析计算以及后处理；第二十一步，验证仿真结果是否满足设计要求，如果不满足要求，则对散热系统风侧流动区域装配模型进行修正优化，重新进行分析，直到仿真结果满足设计要求为止。