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设备防水

应用概况

防水性能是电子电器产品设计中非常重要的考虑因素,对于采用直通风方式进行散热的通讯设备设计尤为明显。因为直通风设备采用自然风冷方式进行散热,设备必须设有不封闭的通风口,所以普遍存在通风口防水设计问题。

为了评估设备的防水效果,如果采用网格类 CFD 方法( 如有限体积法 )进行空间离散,那么最终生成的网格尺度相差悬殊,而且网格划分所需时间相当长,网格划分失败的情况十分常见。即使网格划分成功,其网格质量不高,将导致求解效率偏低,精度无法保证,因而不是可行的方法。

SimArk Particles 采用 SPH 方法,无需划分网格,可以针对复杂几何模型,快速生成粒子离散模型。计算完成后,可以对粒子群进行连续化处理。因此,用户可以查看沾湿区域,定量分析水量分配情况,从而评估设备的防水性能。

户外基站贴体粒子生成( 整体 )

户外基站贴体粒子生成( 局部 )

仿真方案

以某型号户外基站的防水设计为例,考虑设备的通用防水要求,采用 SimArk Particles 进行仿真,可以对复杂结构设计在恶劣工况下的防水性能进行快速评估。考虑相对恶劣的工况,即向通风口注水,计算整体水流和零散液滴的运动轨迹。

利用 SimArk Particles 特有的一键生成粒子模型功能,用户可以指定粒径大小,在固体区域快速生成贴体粒子,在流体区域快速生成均匀粒径的粒子群,共生成 250 万个粒子;考虑不可压流场,采用水在常温下的材料属性,计算时长为 0.2 秒;采用显式时间步进方法,时间步长由 CFL 数决定;选取双精度为浮点计算精度;采用 12 核 CPU 进行并行计算。

机箱防水算例

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