Flotherm 2U服务器仿真实战二

《Flotherm 2U服务器仿真实战一》中我们讲解了如何利用方块,机壳,PCB,打孔板等进行建模,但是并未完成该模型,本文将在《Flotherm 2U服务器仿真实战一》的基础上,继续讲解如何进行风扇,发热元件,散热器以及系统阻尼等的建模。

发热元件建模

主板PCB上分布四个正方形的发热元件,尺寸位置如下图所示,注意尺寸依然是以英寸为单位:

  • 元件尺寸:1.57X1.57X0.12 in
  • 元件损耗:20W
  • 元件热阻:Rjc:0.2K/W    Rjb:5K/W
发热元件建模

建模中注意上面的列表中提供了元件的Rjc和Rjb热阻值,因此,此处建议使用PCB component中的双热阻模型来进行建模。单个PCB component设置如下。

Flotherm 2R热阻设置

 

散热器建模

散热器长宽尺寸与发热元件一致,因此,大家可以先在元件上方画出PCB的长宽尺寸,再进行散热器设置。

  • 散热器长宽:1.57X1.57 in
  • 散热器底高:0.08 in
  • 散热器类型:Plate Fin
  • 散热器Fin数量:12
  • 散热器Fin高度:1.178 in
  • 散热器Fin厚度:0.04 in
Flotherm 散热器设置

热界面材料建模

散热器与发热元件之间如果不使用热界面材料,热阻会比较大,因此,需要增加热界面材料,本服务器使用的热界面材料为T411,其参数如下:

  • 热传导率:0.45 W/mK
  • 厚度:0.28mm

由于热界面材料的厚度比较小,仅有0.28mm,因此,建模中建议将其作Collapse设置,以减少网格数量。其设置如下。注意四个散热器器均应作同样的设置。

Flotherm 热界面材料设置

电源机壳建模


电源机壳尺寸如下图所示,装配位置参考《Flotherm 2U服务器仿真实战一》硬盘支架装配示意图。注意电源出风口位置不用画详细的开孔尺寸,以打孔板代替即可,打孔板开孔率为0.692。电源入风口大小 为80X80mm,位置见下图。

  • 机壳尺寸:5.91X5.91X3.375 in
  • 机壳厚度:0.0625 in
  • 机壳材料:Steel(Mild)
Flotherm电源机壳设置

电源风扇设置

电源风扇选用Sanyo Denki 109P0812H202,直接从软件自带的库文件里选用即可。

电源损耗

电源的整体损耗为60W,由于在本例中我们是对服务器进行仿真,而不是对电源,因此,简单的在电源内部增加一个60W的Source即可。其大小为电源内部从风扇出风口开始的全部区域,如下图所示。本例中我们不给出尺寸,希望大家手动拖动source,自行进行Sorce建模。建模完成后别忘记为source赋予60W的损耗。

Flotherm source setup

电源风阻建模

同Source一样,本例中我们使用一个Resistance阻尼来代替电源内部的PCBA及线缆等的风阻,其大小与Source一样,Loss Coefficeint为110 1/m,如下图所示。

Flotherm resistance设置


系统风扇建模

系统风扇尺寸如下图所示,装配位置见《Flotherm 2U服务器仿真实战一》硬盘支架装配示意图。

  • 风扇支架材料:Steel(Mild)
  • 风扇支架厚度:0.0625 in
  • 风扇:Delta BCB0812EHN(直接从Flotherm library选取)

整机模型

整机模型建好后如下图所示:

Flotherm整机模型

求解域修改


在《Flotherm 2U服务器仿真实战一》一文中,由于模型中没有风扇,因此,求解域的大小是按自然冷却来设置的,在本例中,由于增加了风扇,Flotherm模型从自然冷却变为强制冷却,求解域不需要再像自然冷却那么大。在模型高和宽方向,求解域边界与机壳重合,在模型进出风口处,适当延长求解域长度至模型长度的一半,如下图所示:

Flotherm求解域修改

网格划分

选择系统网格中的精细网格


求解

求解过程中注意观察各个温度监控点的温度,如发现任何异常,应及时停止,检查模型。

Flotherm solution

后处理

 

温度云图等前面已经讲过,这里就不再计最,大家自行练习,这里主要讲一下粒子流。本例中,求解完成后,可以直接选取风扇出风口,然后再在菜单栏选择Particle,为各个风扇建立粒子流,如下图所示。

Flotherm fan particle

可能很多朋友做到这一步过后,看到粒子流会感到很满意,但是如果仔细查看,会发现PCB区域并没有粒子注,这与实际情况并不相符。那么,要如何调整才能使粒子流与实际相符呢?这里笔者建议采取手动调整粒子流的方式进行调整。

调整方式,删除前面所建的所有的粒子流,新建一粒子流,然后在粒子流属性处,使用Manipulator type手动调整粒子流的大小和位置,使其位于服务器入风口处。Manipulator type下拉选项意义如下:

  • None:无,通常在调整完成后选择此选项
  • Translate:调整位置
  • Scale:调整大小
  • Rotate:旋转粒子流方向

调整完成后, 粒子流显示如下图所示。

Flotherm 粒子流调整

 

 

 

评论

最后一步粒子流调整不出来啊?大神能详细的说一下不?