專利名稱：散熱器的散熱效果計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及散熱器的散熱效果計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
目前在汽車設(shè)計(jì)階段，確定散熱器散熱性能時(shí)，要求計(jì)算散熱量，通常使用的方法有以 下兩種1、 基于經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的公式計(jì)算。計(jì)算過(guò)程中涉及到散熱系數(shù)的選擇。因?yàn)樯嵯禂?shù)只給定 了一個(gè)選擇范圍，并沒(méi)有精確的選擇標(biāo)準(zhǔn)，而且該系數(shù)是一個(gè)中間過(guò)程數(shù)據(jù)，所以選擇不同 的散熱系數(shù)直接導(dǎo)致結(jié)果的差異很大；2、 設(shè)計(jì)階段的CFD仿真分析。由于散熱器散熱片模型比較復(fù)雜，不利于劃分網(wǎng)格，計(jì)算 極其繁瑣，為了精簡(jiǎn)計(jì)算量，通常采用的是沒(méi)有散熱片的散熱帶簡(jiǎn)化模型，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和 散熱片的總表面積，再估算出散熱效果，但是因?yàn)檎嬲鹱饔玫纳崞偯娣e不能夠很好的 估算，所以結(jié)果不精確。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服以上兩種方法的不精確性，提供一種采用分段 計(jì)算、歸納遞推的散熱器散熱效果的方法。 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的散熱器的散熱效果計(jì)算方法，包括以下步驟1) 確定風(fēng)速，提取散熱器散熱帶的一小段作為分析對(duì)象，用CFD仿真軟件進(jìn)行計(jì)算，以 熱氣流量、風(fēng)速、散熱帶的溫度、壓力、壓差為邊界條件，得出出口處的溫度，記錄 散熱帶進(jìn)出口溫差；2) 提取比上一步更長(zhǎng)的一段散熱帶模型，再用CFD仿真軟件計(jì)算，得出出口處的溫度， 記錄散熱帶進(jìn)出口溫差；3) 重復(fù)第二步，記錄下多組數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果，遞推歸納出散熱帶長(zhǎng)度與散熱效果的關(guān)系f (L);4) 通過(guò)計(jì)算多根散熱帶的散熱效果，遞推歸納出散熱帶根數(shù)和散熱效果間的關(guān)系f (N);5) 對(duì)小段散熱帶精確劃分網(wǎng)格，進(jìn)行計(jì)算，利用遞推出來(lái)的關(guān)系f (L)和f (N)，計(jì)算 出這個(gè)散熱器的散熱效果。在所述步驟(3)中遞推歸納采用最小二乘法或差值法。本發(fā)明的有益效果
由于要比較準(zhǔn)確的計(jì)算出散熱器的散熱效果，需要采用仿真分析的手段，并且使用比較 完整的模型網(wǎng)格計(jì)算，才可以得到散熱器的真實(shí)效果。鑒于完整的散熱器模型數(shù)據(jù)龐大，計(jì) 算機(jī)無(wú)法承受計(jì)算量，網(wǎng)格又不允許劃分過(guò)粗，因此本發(fā)明采用采用先以散熱器的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 為基準(zhǔn)，驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果與最終試驗(yàn)結(jié)果的一致性，確定長(zhǎng)度和根數(shù)的影響關(guān)系式的形式，再 針對(duì)需要設(shè)計(jì)的散熱器來(lái)仿真遞推計(jì)算。因此不需要選定計(jì)算參數(shù)，不存在有波動(dòng)的參數(shù)， 結(jié)果明確。而且，這個(gè)方法不是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單推斷，所以，相對(duì)常用得CFD仿真計(jì)算來(lái)說(shuō)， 精確的多。


圖l為散熱帶進(jìn)出口溫差和散熱帶的長(zhǎng)度之間的關(guān)系圖。 圖2為散熱帶進(jìn)出口溫差和散熱帶的根數(shù)之間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在2m/s風(fēng)速的情況下，測(cè)得熱氣流量為499Kg/h,散熱帶的進(jìn)氣 溫度為130.02X，冷進(jìn)溫度為34.63'C,熱進(jìn)氣壓力為126.15Kpa，熱側(cè)壓差為12.21 Kpa ，冷
側(cè)壓差為70.63pa，采用如下方法計(jì)算該散熱器的散熱效果-
1) 提取散熱器進(jìn)口邊角的一小段作為分析對(duì)象，根據(jù)上述測(cè)得的數(shù)據(jù)作為邊界條件， 初始化CFD軟件，仿真計(jì)算，得出熱端出口溫度；
2) 提取比上一步所取對(duì)象更長(zhǎng)一段散熱帶，重復(fù)完成仿真計(jì)算，記錄結(jié)果；
3) 重復(fù)第二步若千次，統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果。根據(jù)分析，散熱帶進(jìn)出口溫差和散熱帶的長(zhǎng)度 明顯呈線性關(guān)系，如圖1所示，在2m/s風(fēng)速下的計(jì)算結(jié)果，橫坐標(biāo)是散熱帶長(zhǎng)度，縱 坐標(biāo)是散熱帶進(jìn)出口溫差，利用最小二乘法，得出該風(fēng)速下的f(L) =0.075L+4.79;
4) 同理，計(jì)算多根散熱帶的散熱效果，并統(tǒng)計(jì)結(jié)果。根據(jù)分析，只有在低風(fēng)速下才會(huì) 有明顯影響，在較大風(fēng)速下，由于散熱片散熱較快，上下兩層間不會(huì)互相影響，所 以在較高風(fēng)速時(shí)的計(jì)算結(jié)果與單層散熱帶的結(jié)果基本一致，如圖2所示，橫坐標(biāo)是散 熱帶根數(shù)，縱坐標(biāo)是散熱帶進(jìn)出口溫度差，得出f (N) =-0.376N+6.193:
5) 對(duì)小段散熱帶精確劃分網(wǎng)格，進(jìn)行計(jì)算，利用遞推出來(lái)的關(guān)系f (L)和f (N)，計(jì)算 出這個(gè)散熱器的散熱效果,代入數(shù)據(jù)
1層全長(zhǎng)f (L) =0.075L+4,79=0.075*610+4.79=50.54°C， 1層 f (N) =-0.376N+6.193=-0.376*1+6.193=5.82。C 9層f (N) =-0.376N+6.193=-0.376*9+6.193=2.81。C8層散熱帶比單層散熱帶散熱效果相比，相差3.0rC，即Af (N) =-3.01'C, 其中f (L)表示單根散熱帶的進(jìn)出口溫差，Af (N)表示多根散熱帶進(jìn)出口溫差值與單
層散熱帶進(jìn)出口溫差值的差，也就是多層比單層散熱效果好多少，或差多少。在計(jì)算單根散
熱帶效果的基礎(chǔ)上，考慮多層的效果，只需要加上Af (N)。
因此，綜合f (L) + Af (N) =50.54-3.01=47.53，該風(fēng)速下進(jìn)出口溫差實(shí)驗(yàn)記錄值為49'C，
兩者相差1.47'C，誤差在5%以內(nèi)，滿足精度要求。
權(quán)利要求
1、散熱器的散熱效果計(jì)算方法，包括以下步驟1)確定風(fēng)速，提取散熱器散熱帶的一小段作為分析對(duì)象，用CFD仿真軟件進(jìn)行計(jì)算，以熱氣流量、風(fēng)速、散熱帶的溫度、壓力、壓差為邊界條件，得出出口處的溫度，記錄散熱帶進(jìn)出口溫差；2)提取比上一步更長(zhǎng)的一段散熱帶模型，再用CFD仿真軟件計(jì)算，得出出口處的溫度，記錄散熱帶進(jìn)出口溫差；3)重復(fù)第二步，記錄下多組數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果，遞推歸納出散熱帶長(zhǎng)度與散熱效果的關(guān)系f(L)；4)通過(guò)計(jì)算多根散熱帶的散熱效果，遞推歸納出散熱帶根數(shù)和散熱效果間的關(guān)系f(N)；5)對(duì)小段散熱帶精確劃分網(wǎng)格，進(jìn)行計(jì)算，利用遞推出來(lái)的關(guān)系f(L)和f(N)，計(jì)算出這個(gè)散熱器的散熱效果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的散熱器的散熱效果計(jì)算方法，其特征在于在所述步驟(3)中 遞推歸納采用最小二乘法或差值法。
全文摘要
本發(fā)明涉及散熱器的散熱效果計(jì)算方法。該方法通過(guò)確定風(fēng)速，以熱氣流量、風(fēng)速、散熱帶的溫度、壓力、壓差為邊界條件，利用CFD仿真軟件進(jìn)行計(jì)算出口處的溫度，以遞推歸納的方式得出散熱帶長(zhǎng)度與散熱效果的關(guān)系f(L)和散熱帶根數(shù)和散熱效果間的關(guān)系f(N)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有由于采用沒(méi)有散熱片的散熱帶簡(jiǎn)化模型，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和散熱片的總表面積，再估算散熱效果而帶來(lái)的結(jié)果不精確的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101320399SQ20081004344
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者何俊儀, 邱顯東 申請(qǐng)人:上海世科嘉車輛技術(shù)研發(fā)有限公司