6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 风扇的定义

选中风扇实体执行原地复制命令,快捷键为 Ctrl+D 键。

 

将复制品转换为智能化器件 Fan。

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可以看到转换得到的 Fan 位置发生了偏移,以原风扇为基准将二者体中心 对齐即可。

由于原风扇实体不参与计算,而是转换得到的 Fan 参与,将原实体卸载。 注意 Fan 的出风口直径和 Hub 直径要与实际风扇一致。在这里,我们不做更改, 使用默认值。

 

用 EXCEL 制作一个包含如下数据点的 CSV 文件,并导入作为风扇的曲线, 注意横纵坐标的单位。

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注意风扇是朝机箱内部吹风的,如果风向不对,需要把其旋转 180 度。

 

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 PCB 部分的定义

选中两个 PCB 实体,同样利用转换功能将其转换为智能化器件 PCB。

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在其属性表里将它们设置为 5 层板。

 

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 芯片的定义

利用转换功能将芯片实体转换为智能化器件 Component。

 

芯片的功耗设置为 0.5W。

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6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 以颜色来区分材料

当模型中用到比较多的材料时,为避免某个物体被赋予了错误的材料,我 们可以定义某个材料为特定的颜色,这样在视图中很直观地就能发现物体对应的 材料。以本例中的钢材料为例,先在结构树中选中它,在其属性表里 Display Option 中打开 Choose Custom Colour 选项,然后在 Colour 后面点击,并在弹出 的对话框中选择某个颜色即可。

 

下面是将不同材料分配不同颜色后的模型,例如,黄色的器件材料均是铜。

 

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 划分及查看网格

先生成一下网格并查看,选中 Solution Control 并调整 XYZ 几个方向的网 格切面到合适的位置。

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几个电容和靠近风扇的滤波器的网格比较粗糙,需要适当加密一下。选中 电容新建 Grid Control。

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在 Grid Control 的属性里将 Direction 更改为 Geometry Based,勾选 Apply To Fluid,Maximum Size In Outside Fluid 一项更改为 1mm,Extend In Outside Fluid 一项更改为 2mm。这样加密的目的在于仅细化流固交界界处的网格,既能良好 地捕捉物体外形,又能降低网格数量。设置完毕后将 Grid Control 显示属性更改 为 Hidden。

 

同样对滤波器进行类似加密,不同之处在于设置了 Apply To Inside Fluid 一 项,电容内侧没有孔,所以不用设置此项,而滤波器内部有孔,用来细化内部流 固边界。

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而对于接插头和把手这样对计算没多大影响的物体,Modelling Level 可以 设置为 Approximate 即近似的,其上面的网格将会比较粗糙,节省总体网格量。

 

如果将网格切面调整到 PCB 和芯片的位置,可以看到其表面软件会自动细 化网格,无需手动操作。这就是我们前面使用转换功能得到智能化器件带来的好 处。

 

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 改进网格质量

查看 Solution Control 属性里的 Grid 属性,或者在视图区查看网格,有时候 会生成一些细长的网格,Maximum Aspect Ratio 和 Maximum Expansion Ratio 两 个值在 100 以上,表示部分网格质量较差。

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如需限定这两个代表网格质量的值,可以勾选 Apply Smoothing,输入想要 限定在多少数值以下。在本例中这两值均限定为 20 以后,效果如下图。需要注 意的是,一般这两个值在 100 以下,很少会发生由于网格质量引起的不收敛的情 况。如果 Smoothing 限定在 10 以下的数值,网格数量可能会急剧增加。

 

四. 开始计算并查看计算结果

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 设定监控点

计算时软件会自动监控芯片的温度曲线,而本例中有一些发热的实体软件 是不会自动监控的,我们可以手动为其建立 Sensor 这样,计算过程中,它们的 温度曲线也会出现。

我们利用查找功能一次性选中所有产生热量的实体。在视图区空白处点击 一下,确保不要选中任何物体。这样做的目的是将查找的范围锁定在整个求解域, 而不是局部的范围。如下图所示,物体种类菜单中选择 Solid Obstruction,物体 属性选择 Heat Dissipated,属性满足的条件选择“> 0W”。

 

查找得到的发热体右键菜单中建立 Sensor,Sensor 会自动位于物体的体中 心。注意像线圈这些物体中间是空的,可以将其 Sensor 手动移动到其固体部分 上。

 

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 设定环境温度

环境温度保持为默认的 20 度不变。

 

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 调整风扇松驰因子

对于有风扇的模型,有时候会遇到风扇流量曲线振荡无法收敛的情况。这 时候需要调整风扇松驰因子,在 Solution Control 的属性表里找到 Device

Relaxation,将 Adjust Flow Rate Relaxation 勾选,并把 Flow Rate Linear Relaxation

值设为 0.1。在热管散热器案例中也有调整此因子的详细过程,用户可参考之。

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6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 开始计算

点击 Solve 图标开始计算,经过大约半小时左右(视具体硬件配置不同而 异),计算收敛。

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6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 查看温度云图

将外壳隐藏掉后,点击 Results >> PCB Plot >> Cooling System >> Surface Temperature 加载 PCB 图层温度,PCB、芯片等物体会显示温度。

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点击 Results >> Chassis Plot >> Cooling System >> Surface Temperature 加载

Chassis 图层温度,导入的固体实体默认是属于 Chassis 图层的,所以会显示温度。

 

 

也可以选中某些物体生成独立视图并显示其温度,在温度彩条上右键设定 局部温度可以更容易区分当前物体上的温度对比。具体操作方法在其他案例(如 球泡灯案例)中已有描述,在此不再重复。

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外壳部分的温度云图如下图所示。

 

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查看温度云图完毕后,将两个图层切换回 Solid Outlined 状态,显示原始实 体视图。

 

6SigmaET练习教程 练习6_电源箱体 查看流线图

选中风扇为其建立 Streamline Plot。

 

在流线属性表里可以调整其疏密、显示的变量等属性。

 

在结构树中 Streamline Option 里可以调整流线单元大小。

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