本案例演示利用CFX计算PCB板上发热芯片通过翅片散热器散热的基本流程。

1 计算模型

计算模型如图所示。

计算区域中包含一个发热芯片，考虑自然对流散热，重力加速度为Y轴负方向。

2 CFX设置

2.1 启动CFX

• 启动CFX，如下图所示设置Work Directory，点击按钮CFX-Pre启动CFX

• 点击工具栏按钮New Case打开设置对话框，选择General项，点击按钮OK新建Case

2.2 导入计算网格

• 选择菜单File → Import → Mesh…打开文件选择对话框

• 如下图所示选择网格文件naca0012.cfx，点击OK按钮导入网格文件

导入模型如图所示。

• 如下图所示双击模型树节点

• 如下图所示进行设置
  

2.3 计算区域设置

• 鼠标双击模型树节点Default Domain打开区域设置面板

进入Basic Settings标签页，如下图所示设置Material为Air Ideal Gas，

• 进入Fluid Models标签页，设置Heat Transfer Option为Thermal Energy，指定湍流模型为None(Laminar)，点击OK按钮关闭面板

2.4 创建材料

• 插入Materials

• 修改名称为ComponentMat

• 激活选项Thermodynamic State，设置其为Solid，如下图所示

• 如下图所示指定其他材料参数

• 相同方式定义另一种固体材料PCBMat

物理量	值	单位
Density	1250	kg/m3
Specific Heat Capacity	1300	J kg^-1 K^-1
Thermal Conductivity	0.35	W m^-1 K^-1

2.5 固体区域设置

• 右键选择节点Flow Analysis 1，选择弹出菜单项Insert → Domain插入计算区域

• 指定区域名称为HeatSink

• 如下图所示指定Location为HeatSink，设置Domain Type为Solid Domain，指定材料介质为Aluminum

• 相同方式创建区域Component，指定Location为IC，材料介质为ComponentMat，如下图所示

• 如下图所示创建区域PCB并指定参数

2.6 设置热源

• 如下图所示插入Subdomian

• 指定子区域名称为Chip

• 设置Location为IC

• 指定能量源为75 kg m^2 s^-3，如下图所示

2.7 边界条件设置

1、壁面边界

• 如下图所示插入边界

• 指定边界名称为walls

• 指定边界类型及位置，如下图所示

• 设置边界为绝热，如下图所示

2、开放边界

• 如下图所示双击模型树节点Default Domain Default打开设置对话框

• 如下图所示指定边界类型为Opening

• 如下图所示指定相对压力为0 Pa，指定温度45 C

2.8 设置求解控制参数

• 鼠标双击模型树节点Solver Control弹出参数设置面板

• 指定最小迭代次数1，最大迭代次数为500，如下图所示

2.9 求解计算

• 点击工具栏按钮Define Run

• 软件会自动打开求解管理器。

2.10 求解计算

• 如下图所示设置并行计算参数，指定CPU数量，点击按钮Start Run开始求解计算

• 计算完毕后如下图所示，选中选项Post-Process Results，点击OK按钮打开CFD-Post进行后处理

3 计算结果

• 温度分布

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