一维流动模型可能仍被一些工程师归为“计算流体动力学”，但是1D模型区别于CFD模型的重点在于它完全不考虑非轴向的单元。而且，在传热和压降计算中采用的是更合理的经验公式。也就是说，在1D管道流动中的边界层的求解不是根据CFD方法中的“热力学第一定律”，而是采用基于多次实验的有着很高计算效率的假设。由于径向和周向尺度不需要离散化，甚至轴向尺度也通常不需要像在CFD方法一样精细地划分。所以，在管流系统中，1D流动模型的计算速度比3D模型计算速度快多个数量级。

　　在1D方法中，计入了轴向的动量守恒，轴向流动动量方程中的壁面摩擦采用了计入管道形状、工质类别、当前流率等参数影响的实验公式。也就是说，唯一的“速度场”就是单一的轴向矢量（沿着流向的任意一点）。

　　沿着流向计入了每一点处的能量和质量（以及组分等）守恒。换热系数能以准2D形式沿着管道周向变化，同样依据的是经验公式。在径向或沿着周向没有划分流体控制体，从而形成了简单、能快速求解的网络体系。

　　对于单相流动，能得到比CFD方法快得难以想象的计算速度，对于两相流动，1D方法使得不可能变成了可能，因为这些领域在本质上，3D CFD方法还不能求解，它们必须确定和追踪每一相的变化，必须处理大梯度区域和两相流动中不能逃避的热力学与传热的强烈耦合问题。

　　基于“热力学第一定律”的CFD软件（即不使用雷诺数和努谢尔特数经验公式的）可能被一些工程师认为是更准确的。但是在管流模拟中这种观念很难被捍卫。当然，在某些场合下1D经验公式也只能勉强适用。这样的例子之一就是两相流，基于实验公式的1D流动模型计算得到的摩擦系数或传热系数有20％的偏差就被认为是非常好了。幸运的是，1D方法的快速求解特征使得我们能采用更高级办法处理这些不确定性问题（Ref7、8）。

　　1D模拟的高速同样使得瞬态分析、以及模型的快速变换功能（包括在一次求解进程中的参数扫描）变为可能，此类参数化模型变化功能是高级分析和设计行为的重要指针，如自动的尺寸大小优化、组件优选和布局调整等（Ref9）。

　　总而言之，“丢失”不必要方向的单元会在求解速度上取得巨大的收益，并且这种收益能应用在高级工程任务分析，而不再是单一的“点设计模拟”（例如，预计某一设计方案对某一特定场合的反应）。1D流动软件对类如电子设备冷却中的管流问题的模拟明显地优于2D/3D CFD软件。

　　但是，用于热模拟的1D流动网络模拟办法存在着一个问题：与3D传热模型不能集成。

在3D传热模型内模拟1D流动

　　Ref6 介绍了在3D（例如有限差分和/或有限元模型）热模型内建立1D流动模型的办法。选择1D流动办法模拟风冷电子设备需要做简化假设，但此类简化并不一直适用于模拟空气流动，它们适合于模拟管道流或冷却剂流动，就像上面讨论的。

　　但是，在参考文献中详细介绍的方法需要做重要增强才能用于管道流动系统，如冷却剂回路、热管和制冷系统，尤其是：

提供能利用CAD工具自由创建直线和弧线的功能，然后使得这些1D线单元被识别为管道（用于冷却剂回路、回路热管、回路热虹吸、蒸汽压缩循环等）或恒热导值、变热导值热管。

这些流体管线，无论是管道还是热管，如果可用且不违背1D假设（1D热导/热容网络单元），还应包括管道壁或容器。

流体管线还需能附着在实体和曲面上，并能恰当地模拟翅片、支架、固定物、接触热阻等。

流体管线还需有可变的轴向分辨率，并能根据需要细分以形成T型头、多通等。

流体管线的轴向分辨率（数目和方法）应当独立于流体管线所附着的曲面和实体的空间分辨率（同样包括数目和方法）而随意指定，

　　这些改进已经被成功地完成，形成了独一无二的用于有风冷或冷却剂冷却的电子设备冷却模拟的方法。

　　这里将给出两个应用摘要以演示这些功能。首先，常值（恒值）热导热管（CCHPs、FCHPs）的模拟功能将被展示并给出在某一特定工况下的应用情况。其次，回路热管（LHP）将替换这个热管以演示LHP热管模拟技术和更常见的单相或两相冷却剂回路的模拟。

系统级“精简”热管模拟

　　由于两个错误概念使得热管的模拟被认为是太难了。首先由于设备是“两相”的，所以完整的两相热力学模拟是必须的。虽然完整的流体力学解决方案能应用在LHPs（见下面），但采用它们做热管系统级模拟有些“大材小用”了。即使在热管自身的设计过程中（对比于它们在其它系统热设计中的应用），许多厂商也只是采用简化的方法。

　　第二个误解是热管能用人为指定的高热导率的实体棒或杆代表，这不仅破坏数值算法的完整性（尤其在瞬态分析中），而且两者之间并不等价。不像一个高热导率的柱条，热管的热导或阻值与传输长度无关，只要它的内部极限（如沸腾极限、毛细力极限、携带极限、粘度极限、声波极限）没被超出，另外，某些类型的热管在蒸发和冷凝端的对流换热系数能有高达4倍的差异，在实际的复杂几何系统中，分析者不应当事先假定热管的哪一部分将吸收热量和哪一端将排出热量：在求解过程中产生的温度分布才是作出这些决定的控制者。

　　同样重要的是能以与销售商提供的等级分类表格式相容的形式，给出热管的传热功率结果：在长度方向上的热功率积分值（Q*Leff）。在给定的安全系数下，这也就是通常为确保热管没有超出运行极限而必须做的工作。在设计平行排列的热管组（或者冗余设计）以确保每一个热管都能在合适载荷下工作时，功率－长度乘积同样很重要。

　　幸运的是，一个相对简单的基于网络化理论的热管模拟办法已经可用，并在航空航天行业使用了多年，美国航天应用热管的经验已经有近30年的历史。为讲解这个办法，首先考虑一个简单的一维有限差分壁面模型，只考虑轴向梯度，如图1所示。

图1: 热管的系统级网络模型

　　这个办法的关键在于加入一个代表蒸汽饱和温度（Tvap）的无质量的节点。所有的壁面节点都与这个节点连接，其间的热导（以i代表第i个壁面节点，温度为Ti，内表面面积为Ai，容积为Vi）：

Gi = He*Ai　　　　　(Ti > Tvap)

或 Gi = Hc*Ai　　　　(Ti < Tvap)

　　其中He是蒸发端的换热系数，Hc是冷凝端的换热系数。这些值通常由热管供应商提供。