1. TC
SAKARYA ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
2008 - 2009 ÖĞRETİM YILI
Bilgisayar Destekli
Mühendislik Analizi Dersi
Ansys Programı Yardımıyla
Heat sink Analizi
Mehmet Emre KILIÇ
0501.06020

2. 2 mm 1 mm 2 mm
1 mm 1 mm
6 mm
6 mm
1 mm
1 mm
Kalınlık = 20.5 mm
Çip üzerinde bulunan bir soğutucunun yarım görünüşü şekildeki gibidir. Parça
alüminyum malzemeden yapılmıştır. Ansys programında parçanın 1/4’ü çizilip
termal analizi yapılacaktır.
k=150 W/mK
TÇ =25 oC = 298K
hç= 20W/m2K
q=2000 W/m2

3. Ansys programı çalıştırılır. Preferences sekmesinde thermal
seçilir. Daha sonra Workplane yardımcı komutundan WP
Settings seçilir. Yandaki değerler girilerek grid oluşturulur.
Grid yardımıyla Preprocessor>Modeling>Create içindeki
keypoint komutuyla keypointler kolay bir şekilde oluşturulur.
Oluşturulan bu keypointler Preprocessor>Modeling>Create
line komutuyla birleştirilerek aşağıdaki şekil oluşturulur.
Daha sonra oluşturulan şekil Preprocessor>Modeling>Create areas komutuyla
alana dönüştürülür. Oluşan şekil aşağıdaki gibidir.

4. Parçanın et kalınlığı olduğundan
Preprocessor>Modeling>Create>Operate>Extrude komutuyla parça uzatılır.
Oluşan şekil aşağıdaki gibidir.
Modelimizi oluşturduk. Artık değerlerimizi girebiliriz. Preprocessor>Element
Type komutunda brick 8node 70 elementi seçilir. Modelimiz 3 boyutlu
olduğundan 3 boyutlu element seçmemiz gereklidir. Preprocessor>Material
Props>Material Models>Thermal>Conductivity>Isotropic içinde k=150 değeri
girilir.
Element tipini girdiğimize göre parça mesh yapmaya hazırdır.
Preprocessor>Meshing>Mesh Tool içinde global sekmesinde set tıklanır.
Element uzunluğu 0.0005 girilir. Daha sonra Mesh tıklanır açılan pencerede
pick all seçilerek mesh işlemi tamamlanır. Mesh işleminden sonra oluşan şekil
aşağıdaki gibidir.

5. Artık ısı akısı değerimizi ve çevre şartları değerlerini tanımlayabiliriz. Isı akısı
soğutucunun alt kısmındaki alandan etkidiği için solution>define
loads>apply>thermal>heat flux>on areas tıklanır. Soğutucunun alt kısmındaki
alan seçilir ve istenen değere 2000 girilir. Çevre şartlarını tanımlayabilmek için
solution>define loads>apply>thermal>convection>on areas tıklanır. Alan
olarak dış ortamla temasta bulunan alanlar seçilir. (Soğutucunun alt kısmındaki
alan hariç bütün alanlar). Alanlar seçildikten sonra açılan pencerede h=20;
T=298 değerleri girilir. Solution>solve tıklanarak çözüm yaptırılır. general
postproc içerisinde sonuçlar irdelenebilir.
general postproc>plot results>contour plot>nodal solu>thermal gradient>
thermal gradient vector sum
general postproc>plot results>contour plot>nodal solu>thermal flux>thermal
flux vector sum