近年来,由于电脑中元件体积越来越小,单位面积传输热量大幅增加。从可靠性和寿命考虑,为保护散热元件,希望元件本身温度限制在较低值,应用需求推动了微热管的研究。
自热管问世以来,实验方法成为主要的设计手段。并已积累了火量的经验数据。热管内包括了蒸汽与多孔介质内液体的流动,伴随有相变、传热等复杂物理现象,数值模拟十分困难。近年来热管计算也已得到重视,有了一定发展。其中大量见之于文献求解热管问题用的是有限差分(有限体积)法。由丁有限元方法有处理造型、界面等的灵活性,当考虑较复杂热管物理模型(包括复杂结构与高温、非稳态工况条件)的计算,尤其是与程序自动生成技术结合后,有限元方法更具潜在优势。本文目的是开发用有限元自动生成技术求解热管内流动与传热的方法。
用项目中给定的热管数学模型及有限元方法进行有芯热管内流动和传热的数值模拟得到的结果是合理的。虽然计算是在基本假定前提下进行,但方法也适用于更复杂的物理模型。当有限元方法与程序自动生成系统结合,由于系统采用了元件化设计思想,使之有更大的灵活性,更便于向较复杂的模型开拓。对丁考虑不均匀受热的三维模型,启动运行时的非稳态模型,和高温热管内可压缩流动模型的热管计算,在项目所述模型的基础上修改方程可方便借助系统实现。因此它可以作为热管优化设计的辅助工具。