基于Fluent的散热系统扩流结构内部流场分析及优化

针对风冷散热系统中气体扩流不充分的问题,提出在扩流结构内部安装导流片的解决方案。利用流体动力学软件Fluent搭建了扩流结构的仿真模型并对扩流结构进行了内部流场分析,得出的结论有:流体在扩流结构的不同平面内的局部水头损失分别为3.24 m和1.21 m;在简化模型中,流体低速、大面积分布的散热效率比流体高速、小面积分布的散热效率高8%。利用正交试验研究导流片参数对散热效率的影响,结果表明,针对系统的散热效率,影响程度从大到小的排序为:导流片组距入口端的最短距离L>导流片表面孔的半径R>导流片与流速方向的倾角θ>导流片在流速方向上的投影长度h>导流片在垂直于流速方向上的最短间距d。对优化后的扩流结构进行实体化改造,试验结果表明:当分别用3、4、5、6 V的输出电压驱动风机工作产生冷流体时,散热系统的散热效率分别提高了7.67%、3.62%、4.26%、6.93%。