I-deas TMG 基础培训教程 – 小例题 (12)

热水池的强迫换热瞬态分析
本例题分为三部分:
1. 使用 I-DEAS Master Modeler 创建实体几何。
2. 使用 I-DEAS Simulation Meshing 定义 FE 模型。
3. 使用 I-DEAS TMG 定义和求解热模型及结果后处理。
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热水池有 10 个等间隔的散热片,厚度 1.5 mm,底板厚度 2.5 mm,截面尺寸为 80 ×27.5 ×100,如下图所示。水池底面承受分布热载 23 W。对这一水池进行测试的容器尺寸为 80×27.5×300。水池置于离空气入口 50 mm 处。空气速度为 1 m/s。
由于散热片和底板都很薄,可以忽略沿厚度的温差。这样就可以使用壳体单元建模,比起实体单元,计算规模将大为缩小。
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采用壳体单元时,由于壳体厚度不反映在模型中,因此需要对模型进行简化。简化后的模型如图:
由于空气通道的截面小于实际尺寸,将空气入口处的流速按面积比放大:
(8027.5)/(6525) = 1.3 m/s
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下面开始建模:
将 Task 转换为 Master Modeler,设置单位为 mm(mN)。
几何建模分为三步:
1. 创建简化后的几何;
2. 切分测试槽以代表热水池的散热片;
3. 在热水池空气通道中绘制曲线并将其附着到模型上以表示空气流。
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首先创建一个 65×300 的矩形,然后拉伸 25:
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在立方体顶面处绘制两条曲线
然后拉伸 -> Partition -> Thru All,将立方体分为三段:
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在立方体中间段顶面上绘制 8 条线,等间隔 65/9 (可以先画一条线,然后 Copy 7 条) ,代表散热片 (注意其第一个尺寸名改为 GAP): I-deas TMG 基础培训教程 – 小例题 (12)
然后对 8 条线同时拉伸 -> Partition -> Thru All: I-deas TMG 基础培训教程 – 小例题 (12)
创建参考面,位于顶面和底面当中,距底面 12.5 mm:
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在参考面上,每两个散热片当中画一条线,以代表空气流 (可以先用 Focus 投影头两个散热片,再在散热片中间画一条线,然后 Copy 8 条): I-deas TMG 基础培训教程 – 小例题 (12)
绘制代表空气入口的曲线
在参考面上,离散热片较短的一端的中点处,画一条 45 mm 长的线段 (可以先 Focus 端线,然后由其中点向水池画线,通过右键菜单中 option 来输入相应的值):
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然后将该线段与前面的 9 根线连接起来 (图中绿线):
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同样在另一端绘制直线段表示空气出口,长度 135,然后将其与前面 9 根线连接起来:
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将参考面上的这些线段 (Curves) 附着在代表水池的零件上。在选择曲线时使用右键菜单:
Filter -> Curve -> Pick Only -> All -> Done I-deas TMG 基础培训教程 – 小例题 (12)
然后执行 Update 以更新零件。删除多余的曲线 (前面由 Focus 生成的线)。
再将零件名改为 Sink and Channel,存盘。 I-deas TMG 基础培训教程 – 小例题 (12)