设计电力电子变换器的散热系统时需要进行热仿真,本文记录官方例程[1]的探索过程。
[1]中提供了中文版的帮助手册,按照手册即可完成本示例的学习。
[1]中5.5版本软件没有提供中文版模型,如果需要中文,可以使用5.4版本。
COMSOL Multiphysics 学习小记2 电子芯片冷却

全局定义

Parameters (参数)

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Heat Sink (散热器)

零件库中提供了几种常见的散热器,主要有直翅片和钉状翅片两大类,本例使用了直翅片的形式。
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组件1

定义

这个示例中定义了如下的域和边界:
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  • Chip 发热芯片
  • Chip/Heat Sink Interface 芯片与散热器的接触边界
  • Air 空气域
  • Inlet 气流流入
  • Outlet 气流流出

几何

本例主要包含3个几何结构,2个block分别是发热芯片和求解空间。还包含一个散热器,参数如下:
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可以模拟各类直翅片的散热器,参数的具体含义可以自己试,随便改一个数,然后点击“构建所有对象”就可以观察效果。
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材料

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本例使用了以下材料:

  • Aluminum 铝制散热器
  • silica glass 石英玻璃发热芯片
  • Thermal grease 导热硅脂,对应边界号20
    图标左上的红色三角表示有些材料被替代了。

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固体和流体传热

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包括固体传热,流体传热,初始值,热绝缘,热源,热通量,空气流入,空气流出。

层流

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包括流体属性,初始值,墙壁,输入的面,输出是的面。

表面对表面辐射

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包含漫反射,初始值。

多物理场

包含非等温流动,表面对表面辐射传热。

网格

选择了物理场控制网格

仿真测试

仿真1

对应手册12页之前的内容。
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仿真2

对应手册15页之前的内容
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仿真3

对应手册16页的内容
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仿真4

对应21页之前
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另外手册21页有个错误,中文和英文都有问题……
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仿真5

22页这里“添加到组件”没看懂
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这步仿真没有做完。这一步的结果可以直接参考示例模型。

参考文献

  1. 电子芯片冷却

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