日常生活中，电子元件无处不在。随着电子技术的飞速发展，电子元件的集成度不断提升，对性能的要求也日益增加。为了满足这些需求，电子元件的功率也随之增大。在电子元件运行过程中，必然会产生热量。如果这些热量无法及时散发，就会在电子元件周围形成高温区域，导致电子元件性能下降，严重时甚至可能因高温而烧毁。下面通过案例分析，让我们进一步熟悉COMSOL操作：

首先，对电子元件机箱长方体区域附近散热进行数值分析，并以电子元件为热源，分别对正常状态和满载状态进行仿真分析。

整个计算域为长方体区域，整体模型尺寸为80×3×15 (mm)，矩形区域中设置有散热器，下面与显卡电子元件连接，右边为进风口，左边为出风口。

1、控制方程：在COMSOL Multiphysics中，通过设置多物理场耦合模块非等温流动进行耦合计算，假设传递过程是稳态，空气流动状态为层流，空气、散热器与电子元件之间的热传递为流体和固体传热。

2、边界条件与初始值：层流模块中进风口边界条件设为速度条件，速度设置为10、15、20、25、30、35 cm/s六个梯度，出风口边界条件设为压力条件，出口相对压力为0 MPa，其他壁条件均设为无滑移壁条件；传热模块中长方体区域设置环境温度为20 ℃，进风口温度为环境温度20 ℃，其他壁面设置为热绝缘边界，热源为电子元件，设置其正常状态发热功率为1 W，满载状态下发热功率为2 W。

3、材料属性：长方体散热计算区域材料设置为空气，电子元件材料设置为硅，散热器材料分别设置两种材料对比计算，第1次仿真计算时设置散热器材料为铜，保存此次计算结果，第2次仿真计算时设置散热器材料为铝，其他计算域材料不变，同样保存此次结果。材料参数均可在COMSOL Multiphysics中材料库进行添加，其材料属性如表1所示。

4、网格划分：在COMSOL Multiphysics中利用其自带的网格模块对整体模型进行网格划分，网格类型选择四面体网格，单元大小选择常规，使用网格贡献选择流体模型。如图2所示为散热模型网格图。

5、求解：研究采用稳态求解，求解器选择PARDISO求解器，求解容差设置为0.001，求解结果包括速度场和温度场。采用参数化求解来对比不同参数下的结果，对进风口速度进行参数化求解，可在一次计算中得到不同进风口速度下的计算结果，最后稳态求解所有物理场进行全耦合计算得到结果。

运用COMSOL Multiphysics中CFD模块中的非等温模块对长方体机箱中电子元件散热进行数值分析，通过耦合层流和传热模块进行仿真分析，电子元件作为恒定热源，空气作为冷却介质，仿真模拟长方体机箱中的温度场和速度场，仿真分析不同的入口速度对机箱中散热的影响，以及不同材料的散热器对其散热的影响。使用稳态求解器得到了长方体机箱中等温线分布以及速度场分布。