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积鼎设备冷却散热仿真解决方案

积鼎设备冷却散热仿真解决方案,依托通用计算流体力学软件 VirtualFlow 打造。支持对流、传导、相变换热及辐射等多换热方式耦合计算,适配多种网格格式与设备散热场景。凭借丰富湍流模型、UDF 自定义导热率及高效并行计算能力,精准助力设备散热设计优化,是工业设备热管理的专业仿真方案。
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icon设备散热仿真 - 气冷icon

仿真工作的意义:
VirtualFlow可以快速的计算共轭换热,包括对流、传导、相变换热以及辐射等多种换热方式的耦合。

VirtualFlow 技术优势
· 支持多种网格格式,适用于不同设备散热场景
· 丰富的湍流模型
· 利用UDF可以自定义不同方向的导热率
· 并行计算效率高

 

icon设备散热仿真-气冷icon

 

 

 

icon设备散热仿真-气冷icon

 

 

icon设备散热仿真-气冷icon

 

icon设备散热仿真-气冷icon

 

 

icon设备散热仿真-气冷icon

 

 

icon设备散热仿真-气冷icon

固体热源通过翅片散热,通过风扇位置和进风量调节,实现优化设计

· IST网格,网格生成速度快
· 风扇UDF,灵活方便
· 不同的固体材料。

 

icon设备散热仿真-气冷icon

箱式设备舱散热

针对箱式发电机组的冷却结构,采用流热固耦合方法对箱体内高温气体、冷却气体以及固体部件的温度场进行仿真。计算域分为固体域和流体域两部分。

 
热源简化:
箱体进气口:箱体进气口为压力进口;
箱体出气口:箱体出口为压力出口
风扇转速:风扇旋转域转速为3400rpm;
热源一(气缸内壁面):气缸内壁简化为壁面热源;
热源二(逆变器):简化为一个固体热源;
热源三(发电机定子线圈):简化为一个固体热源;
热源四(ECU):简化为一个固体热源;
热源五(排气管):简化为恒温壁面。
绝热壁面:其余壁面均简化为绝热壁面。

 

icon设备散热仿真-气冷icon

箱式设备舱散热

 
 
· 增大气风扇的功率对于提高冷气的进风量作用不大;
· 出风口设置排气风扇能够有效提高箱体内气体流量,促使冷气进气量增加,降低箱体内热气回流;
· 在进气口增加挡板,有利于减小箱内热气回流,提高缸体对冷气的利用率,但是会使局部区域冷却效果变差;
· 在相同出口流量的情况下,改变出气口位置对缸体的降温效果影响不大,而新的气流路径能够使不经过进气风扇的冷气对路径上的其它部件进行冷却。

 

icon设备散热仿真 - 液冷icon

电池冷却

 

 

icon设备散热仿真-液冷icon

计算域介绍:

针对多横排换热器简化为2X15个通道进行计算,采用速度入口给定超临界CO2热工质,以及H20的冷工质入口出口采用压力出口边界,其中分通道设置不通的参考压力,SCO2为8.1Mpa,H20为0.5Mpa

 

 

icon设备散热仿真 - 液冷icon

 

 

icon设备散热仿真 - 相变换热icon

壁面沸腾DEBORA算例。

 
仿真成果:
· 网格量为1000X15,多相流采用N相均相模型,湍流模型选用标准k-epsilon模型,壁面沸腾模型为RPI模型
· 测试了7组算例,证明了模型鲁棒性,出口气含率与试验吻合良好,相较Fluent在精度上有较大提升

仿真技术优势:
· 适用于对流沸腾现象的N相均相模型
· 具有验证支持的相变模型
· 精确的壁面沸腾模型

 

icon设备散热仿真 - 相变换热icon
 
 
壁面沸腾KAERI算例
仿真成果:
· 对标试验KAERI,多相流采用N相均相模型,湍流型选用标准k-epsilon模型,壁面沸腾模型为RPI模型
· 出口气含率与试验吻合良好,相较StarCD在精度上有较大提升
 
仿真技术优势:
· 适用于对流沸腾现象的N相均相模型
· 具有验证支持的相变模型
· 精确的壁面沸腾模型
icon设备散热仿真-相变换热icon
 
壁面沸腾PSBT算例
仿真成果:
· 对标试验PSBT,选取1/4对称结构
· 测试了6种工况,VirtualFlow计算结果比CFX结果更接近实验值
 
仿真技术优势:
· 适用于对流沸腾现象的N相均相模型
· 具有验证支持的相变模型
· 精确的壁面沸腾模型
icon设备散热仿真 - 相变换热icon

 

 

icon设备散热仿真 - 相变换热icon

毛细芯的核心功能:

· 产生驱动力:利用液体表面张力在微小孔隙中产生的毛细压力,克服重力和流动阻力,“泵送”液体回流

· 构建回流通道:为液体回流提供顺畅、低阻力的路径。

· 均匀分布液体:确保液体在蒸发段与热源接触的表面均匀分布,以实现高效、我稳定的蒸发。

 

icon设备散热仿真 - 相变换热icon
毛细相变
仿真成果:
· 毛细管内的流动换热、相变现象全过程仿真;
· 通过实验压降数据反算管道的粗糙度;
· 大量毛细管内的流量分配问题;
· 毛细管内的压降和流动阻力。
VirtualFlow 技术优势:
· 软件自主可控
· 高精度多相流模型
· 相变模型丰富
· IST网格技术

 

icon设备散热仿真 - 相变换热icon
热管相变换热
仿真内容:
· 网格类型:拉伸体网格
· 网格数量:22万
· 多相流模型:VOF
· 第一相:液态氨
· 第二相:气态氨
icon设备散热仿真-相变换热icon

热管相变换热
仿真工作的意义:热管相变传热的物理过程复杂,涉及两相流动、换热、传质等现象,为时间与空间多尺度两相流形态。VirtualFlow软件采用高效的Lee模型进行蒸发、冷凝现象的计算,多相流模型采用均相模型,可以模拟相变热管的热传递全过程。

VirtualFlow 技术优势:
· 成熟的均相模型;
· 高效的Lee模型用于蒸发与冷凝的计算;
· 考虑了壁面滴状冷凝和膜状冷凝;
· 对于吸液芯考虑了毛细力以及多孔介质阻力;
· 并行计算效率高。
icon设备散热仿真 - 相变换热icon

 

 

icon设备散热仿真 - 相变换热icon
 
冷板相变换热
仿真条件:
· 工作压力为1.68MPa,饱和温度为333.11K
· 进口过冷度为5K,流量为0.1m/h;
· 热源芯片热功率20kW,环境温度为20°℃;
· 固体材料为铝;
· 考虑流固共轭换热。
icon设备散热仿真 - 相变换热icon

两相流冷板流动沸腾
冷板尺寸:100mm*30mm*4mm,流道深度2mm;

发热面:共2面发热,单面发热面积27mm*90mm,热流密度100W/cm2,总加热功率4.86kW;

工质:R134a;
进口:温度15℃℃,质量流量0.052kg/s;
出口:压力5.717bar。。

icon设备散热仿真 - 相变换热icon

两相流冷板流动沸腾。

 

icon公司简介icon

国产流体仿真软件
上海积鼎信息科技有限公司成立于2008年,深耕CFD领域,自主开发的CFD软件包括:通用流体仿真软件VirtualFlow、多相流分析软件CFDPr。

CFD项目咨询
基于自主开发的CFD软件,提供专业的流体仿真项目咨询,涉及航空航天、海洋船舶、核能核电、石油化工、水务水利、应急管理、环境气象、汽车等领域。

CFD定制开发
基于自主研发或者开源的CFD模块,为用户提供集前处理、求解计算、后处理于一体的CFD定制开发服务。

 

 

icon产品&服务 - 整体解决方案icon

 

 

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