从事电子设备散热、换热器设计、热管理系统分析的工程师、需要掌握流-固-热耦合方法的CAE仿真人员。
理解共轭传热(CHT)的物理机理与求解方法。
掌握单向/双向流-热耦合、热-结构耦合的分析流程。
能够独立完成电子散热、换热器设计等典型热流耦合问题。
共轭传热(CHT)概述:CHT的物理本质(流体与固体间的热交换);CHT的工程应用(散热器、换热器、电子冷却);CHT求解的耦合策略。
CHT边界条件设置:流固交界面的热边界类型(耦合壁面);流固交界面的数据传递;固体域内的热传导方程求解。
单向流-热耦合:单向耦合的原理与适用场景;流体计算(对流换热系数/流体温度)→固体热传导的数据传递;温度场与热应力的顺序求解。
双向流-热耦合:双向耦合的原理(流体影响固体温度,固体温度影响流体物性);System Coupling模块的使用;双向耦合的收敛控制。
热-结构耦合:热应力的产生机理;热膨胀系数的定义;从温度场到结构分析的载荷映射;稳态热应力与瞬态热应力计算。
热辐射耦合:辐射传热的基本定律;辐射模型的选择(S2S、DO、Rosseland);辐射与对流的耦合求解;参与性介质(气体辐射)的设置。
自然对流散热分析:自然对流的物理机理;重力与浮升力的设置;Boussinesq假设的应用;封闭腔内的自然对流。
强制对流散热分析:风扇边界条件的设置;散热器的流道优化;热阻网络的计算;接触热阻的模拟。
换热器仿真专题:换热器的简化建模(多孔介质+热源);换热器的完整建模(流道解析);换热器的效率评估。
电子设备散热案例:芯片/PCB板的热分析;散热片的设计优化;导热界面材料(TIM)的模拟;机箱级别的热管理分析。
热流耦合收敛控制:物性随温度变化的处理(UDF/分段线性);松弛因子的调整;高温度梯度区域的网格加密。
综合实战项目:典型热流耦合问题(如散热器优化、电子芯片散热、换热器设计)的全流程分析。