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ICEPAK笔记本电脑散热模拟

笔记本电脑散热分析模拟

本次模拟主要是创建一个包含各种部件的笔记本电脑模型，模拟的目的是检验

风扇及通风口提供的风量能否满足冷却CPU芯片、电源、硬盘和PCB板的需要。采

用ICEPAK软件建模和边界条件设定，模拟由FLUENT软件完成，ORIGIN软件结果

后处理。

一、问题描述

计算域包括一个硬盘、一个软驱、一个CPU芯片、一块PCMCIA卡,四块PCB板

和一个电源模块,如图1和图2所示。整个系统由两个风扇和四个通风口冷却，系

统流动属于湍流。

图1问题描述

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图2ICEPAK中完整模型图

二、控制方程

1、连续和动量方程

对于所有流动，FLUENT都求解质量和动量守恒方程。对于包含传热或可压性流

动，还需要增加能量守恒方程。对于有组分混合或者化学反应的流动问题则要增加

组分守恒方程，当选择pdf模型时，需要求解混合分数及其方差的守恒方程。如

果是湍流问题，还有相应的输运方程需要求解。

1.1质量守恒方程

,,,，(,u),Sim,t,xi

该方程是质量守恒的总的形式，可以适合可压和不可压流动。源项是稀Sm疏

相增加到连续相中的质量，(如液体蒸发变成气体)或者质量源项(用户定义)。

对于二维轴对称几何条件，连续方程可以写成:

,,,v,,，(u)，(v)，,S,,m,t,x,rr

式中，x是轴向坐标;r是径向坐标，u和v分别是轴向和径向速度分量。1.2

动量守恒方程

惯性坐标系下，i方向的动量守恒方程为:

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,,,,,pij(,u)，(,uu),,，，,g，Fiijii,t,x,x,cjij

，，,,,u,u,u2jil,,,，,,,,,,式中，p是静压;是应力张量，定义

为:，,g，,,ijijiji,,,x,x3,x,,jil,,，，

FF是重力体积力和其它体积力(如源于两相之间的作用)，还可以包括其它模

ii

型源项或者用户自定义源项。

对于二维轴对称几何条件，轴向和轴向的动量守恒方程分别为:

,1,1,,p(u)，(ruu)，(rvu),,,,,,tr,xr,r,x

，,，1,,u2,,，r2,(,,v),,,,,r,x,x3,,，，

，，,,u,v1,,，r,，，F,,x,,r,r,r,x,,，，

和

,1,1,,p(v)，(ruv)，(rvv),,,,,,tr,xr,r,r

，，,,v,u1,,，r，,,,,,r,x,x,r,,，，

，,，1,,v2,,，r2,(,,v),,,,,r,r,x3,,，，

2,v2,w,2,，(,,v)，,，Fr23rrr

w是旋流速度。

1.3能量方程

FLUENT可以计算流体和(或者)固体区域之间的传热问题。如果是周期性换热流

动，则流动边界要给定周期边界条件。如果计算计算模型包括两个流动区域，中间

被固体或者墙壁隔开的换热问题，则要特别注意:1，两个流体都不能用流出边界条

件(outflow);2，两个区域的流动介质可以不同，但要分别定义流体性质(如果计算