如何用SOLIDWORKS Simulation模擬熱傳導

導讀

SOLIDWORKS Flow Simulation可以很好的模擬熱傳導。操作步驟一般包含創建項目、定義計算域，定義固體材料、定義邊界條件、定義目標、網格化、運行計算、觀察目標等幾步。

創建項目

使用“向導”創建項目是最方便的方式，其中在分析類型中，選擇：固體內部傳導。然後跟進需要選擇“僅固體內熱傳導”，如下圖，其他頁面根據實際工況選擇即可。

定義計算域

計算域是控製執行流動和熱傳遞計算的區域，因為考慮固體內熱傳導，計算域的邊界平面需要包圍整個模型，如下圖，調整各個數據，讓計算域完全包圍整個模型。

定義固體材料

我們需要給不同零件賦予不同的材質，SOLIDWORKS提供一個豐富的材質庫，如果沒有你需要的，可以點擊“創建/編輯”進行創建。

定義邊界條件

定義邊界條件是指定義分析時的初始條件，例如在啟用固體內熱傳導的情況下，可以在所選外壁面上創建熱壁面條件以供內部流動分析，如下圖：

定義目標

目標作為項目中的相關參數指定，從工程角度來看，可以將它們的收斂視為獲得穩態解的過程，指定目標不僅可以避免這些參數的計算值中出現可能的錯誤，在大多數情況下還可以實現縮短總求解時間。如下圖：

網格化

網格化是離散化的過程，Flow Simulation提供自動及手動兩種網格處理方式，自動較為簡單，隻需要指定網格化級別然後軟件自動處理相關參數，級別越高網格越精細，分析需要時間越長，適合一般用戶；手動較為專業，需要人為指定相關參數，適合高級用戶或者有特殊網格化需求的用戶。如下圖，我們選擇自動，4級。

運行計算

運行計算就是讓軟件開始開始運算的過程，參數一般默認參數即可，根據項目的複雜程度、計算機硬件配置運算時間長度不同。運算過程中注意觀察警告信息，然後作為調整參數和設置的依據。

觀察目標

觀察目標是用來查看分析結果的，軟件提供切面圖、表面圖、等值圖、點參數等等各種方式，根據需要創建相關目標以觀察最終的分析結果。

如下是切面雲圖和熱傳遞軌跡示意圖。

舉個例子

為了方便大家理解熱傳導的應用場景，附上“栗子”一枚。

例如某LED生產商，其產品散熱翅片有26、20、15三種設計方案，到底那種最利於散熱呢？是不是散熱片越多，散熱效果越好呢？設計方案如下：

經過Flow Simulation熱分析，結果如下：

由此可見，20個散熱翅片散熱效果最好，散熱後溫度最低。