SOLIDWORKS Simulation與Flow Simulation熱分析對比

熱分析在機械和電子產品中非常常見。對於熱分析這個分析型別,在SOLIDWORKS Simulation和Flow Simulation都有相對應的功能。那對於同一模型來說,兩個模擬軟體所計算出來的結果到底有什麼區別呢?我們一起來探討一下。

這次模擬所用到的模型是類似於發熱管結構的U型管,我們給定U型管的發熱功率為50W,對流換熱係數為50 W/(m^2。K),材料為合金鋼,最後的評估標準是求解U型管的最高溫度。

SOLIDWORKS Simulation與Flow Simulation熱分析對比

首先我們進入熱力模組,在Simulation裡面進行熱模擬設定。

SOLIDWORKS Simulation與Flow Simulation熱分析對比

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零件的材料,我們可以直接在建模介面直接賦予。在新建算例時就會直接帶入到模擬當中。

SOLIDWORKS Simulation與Flow Simulation熱分析對比

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然後設定50W的發熱熱源。

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給定對流換熱係數50 W/(m^2。K),環境溫度為298K。

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提交計算。提取溫度結果,從結果上看,溫度最高為370。2K,位於中部位置。

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接下來,我們在Flow Simulation中設定熱模擬。

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在Flow Simulation中進行嚮導設定。設定K為單位。

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設定熱分析型別和空氣流體。

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固體材料這一步,我們可以先隨便給定一種預設材料。最後再初始條件中,我們確保初始溫度和環境溫度都設定為298K。

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設定計算域。計算域可以設定小一點,因為在這個模擬中不需要流動效應。

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材料設定。從模型中直接匯入材料,保證材料引數的一致性。

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設定對流換熱係數。在Flow Simulation當中,對流係數其實是根據材料的屬性和環境狀態換算出來的,因此在計算時,其實對流換熱係數不是一個定值,這樣的演算法更加貼近於實際情況。但是我們也可以進行固定對流換熱係數的設定。設定對流換熱係數為:50 W/m^2/K。

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設定熱源。設定發熱功率為50W。

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網格設定。對全域性網格進行細化,保證計算精度,這裡選擇固體網格和流固之間網格進行4級細化。

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完成設定後,即可提交運算。在結果裡面我們選擇表面圖,以溫度的結果進行顯示。從圖中我們可以知道模型的最大溫度為370。15K,位於轉角處。

SOLIDWORKS Simulation與Flow Simulation熱分析對比

總結:

從SOLIDWORKS Simulation和Flow Simulation的結果看,由於兩個的色階方面不同,過渡方面看起來不一樣,但是實際趨勢和數值都高度一致,最高溫度為370。2K。而Flow Simulation在流體散熱的演算法和材料本構關係上會比Simulation更加優勝!

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