OpenFOAM散热器自然散热问题
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各位老师好,我在使用OpenFOAM做散热器自然散热(二维模型),如图(a)所示,底部设置一个热流密度,热量会传递到Heatsink进行自然散热。
对应的边界条件和传热方程如图(b)所示,原始求解器采用的是buoyantBoussinesqSimpleFoam,但在TEqn.H做了一定修改:因为本案例采用的是层流模型,故去掉了alphaEff,替换成DT,DT是(热传导系数除以(密度和比热容乘积)),同时也去除辐射相关的代码。
上述热传导系数分别为空气和铝(Heatsink),密度和比热容设置为空气的材料属性。
图(c)和图(d)分别为计算后的温度场和速度场云图。
但是我发现一个问题,理论上热源会先传递到Heatsink再进行散热,因此图(c)中Heaksink区域的温度应该为红色,而不是只有右下角一点区域为红色。
请各位老师指教下,哪边出问题了。
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@李东岳 李老师,我觉得这个跟恒温应该没有关系,我做了不同热流密度的对比(如图1所示),温度区间变大但整体云图变化也较小。而如图2中文献的温度云图来看,整个散热器的温度较为均匀,这才符合散热物理现象。
但是感觉边界条件和方程没有写错,所以不清楚哪边除了问题。
图2 参考文献的温度云图【https://doi.org/10.1007/s00231-019-02574-5】 -
@李东岳 李老师,我尝试把迭代步数增加,能达到我想要的效果了(散热器颜色均匀),但是出现了另外的问题,现在迭代步数增加到30000步了,虽然温度云图已经稳定了,但是颜色条一直往上跑(附gif图),没有收敛的趋势,或许需要继续增加迭代步数。
这也带来两个疑问:
1)会不会是控制方程写错或边界条件写错导致不收敛;
2)这么多的迭代步数求解时间很长,即使用了并行计算(28核),也需要将近一小时的计算时间,显然不利于后续开展优化计算。有什么可以加快迭代计算方法吗?还是说自然散热求解本身就需要这么长的时间。我用商软计算只需要几分钟(数百次迭代)就可以计算出来了。 -
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