CFD 在实际设计中的作用

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有限元分析设计工程师在设计因过热而易损坏的电子产品时，总是会遇到热传递问题。散热
器解决了过热问题，可是，对于特定的电子设备，设计工程师将如何设计最佳
的散热器并以最佳方式进行放置又如何选择最佳且最为经济实惠的散热器，
而不必先生产后销毁多个成本高昂的样机
设计工程师在设计医疗吸引设备时又会遇到全然不同的问题，需要在给定的压差
（吸入）下产生旧能高的流速及限定设备内的回流，并要求吸头上有最均匀
的速度。而如何以最经济、最省时的方式选择最佳设计，这也是-个难题。
同样，在设计消费产品（如烤箱）以及带控制阀的工业设备时，这些问题
也存在。
以上列举了设计工程师在日常工作中可能要面对的难题，它们也是设计不
同产品时会遇到的极具代表性的问题。
计算流体力学 (CFD) 是-种模拟工具，可以为解决此类问题提供极大帮助。
但是，CFD 程序往往非常复杂而且难以使用，对于那些未在流体物理学方
面深造过的设计工程师来说更是如此。SolidWorks Flow Simulation 为使用
SolidWorks 进行设计的设计工程师提供了易于使用的智能型 CFD。
设计 1：外部电子设备的散热器
第-个散热器用于安装在建筑物外部的电子设备，比如监视摄像机。为了不受
天气等因素影响，该设备必须完全密封，但是由于没有通风口，多数热传递只
能通过设备外壳的-侧进行。在这种情况下，必须使用散热器帮助散热。该设
备的制造商决定使用现成的散热器，且不改变其设计。
设计工程师如何以最为经济高效的方法来改进这种外接参数中的散热
首先来看商业散热器（图 1）的 SolidWorks 模型，设计者可以看到，随着重力
的向下作用，从机壳散发的热量将传导到散热器的鳍片上，并随着较轻的空气
的上升而散开 - 也就是说，是-种自然对流。为测试护罩”设计，设计者
将-个盖板盖在散热器上，然后需要确定这是否会产生灯罩效果 - 产生更多
气流，因而更有效地冷却电子产品。
重力方向 背面接触
灼热机壳