1、问题描述

2W功率的芯片在PCB上，通过风冷形式将芯片温度控制，由于具有对称性，所以取一半的芯片即1W进行仿真。典型的热流耦合仿真。 

通过计算雷诺数确认流体流动模型，特征长度用上下壁面距离，计算雷诺数大概870，明显属于层流。

本文采用ANSYS Fluent 17.0版本仿真，界面会和以前的版本稍微不一样。

2、Fluent中导入网格

2.1导入网格 

网格在文章最后有连接下载。

2.2 显示网格 

3、选择模型

3.1 能量方程打开 

3.2 选择层流模型，Fluent默认就是层流模型。 

4、设置物料属性

本仿真共有3种物料，空气、芯片和PCB板。

4.1 空气属性设置，由于芯片表面温度可能升到150℃，所以将空气设置为不可压缩理想气体。 

4.2 创建芯片物料属性

此处为稳态计算，固体的传热性能只与导热系数有关，而与密度和热容无关（这两项在非稳态计算中有关）。详细可见传热学教材。 

4.3 创建PCB板物料属性 

5、计算域设置

5.1 流体域设置 

 5.2 PCB板计算域设置 

5.3 芯片计算域物料设置

这里需要设置芯片的发热功率，由于Fluent中是输入体积功率的，所以需要将功率除以芯片体积得到的数值作为输入值。 

6、边界条件设置

6.1 进口 

6.2 出口 

6.3 传热耦合面

本案例中一共有6个耦合面需要设置。 

同样需要按照上面操作设置的耦合面有：wall-chip-shadow，wall-chip-bottom，wall-chip-bottom-shadow，wall-duct-bottom，wall-duct-bottom-shadow。

6.4 底面设置

设置wall-board-bottom。 

6.5 顶面设置

由于顶面和底面具有一样的边界条件 ，按照6.4的操作设置wall-duct-top。

6.6 对称面设置

将所有对称面设置为symmetry边界类型。 

7、离散方案设置 

8、松弛因子

保留默认设置。 

9、收敛残差设置

将continuity收敛残差设置为0.0001，其他保留默认设置。 

10、初始化 

11、求解 

计算133步收敛。 

12、数据分析

12.1 证明质量收敛

Reports->Fluxes，点击Set Up 

12.2 证明能量收敛 

13、后处理

13.1 先将对称面显示出来 

13.2 温度云图显示 

13.3 流线图显示 

如果用CFD-POST后处理，效果会更加好看 。