Maxwell IcePak 雙向耦合熱分析

熱設計是隨著通訊和信息技術產業的發展而出現的,且越來越被重視。隨著設備性能的不斷提升和人們對于便攜化和微型化要求的不斷提升,設備的功耗不斷上升,而體積趨于減小,高熱流密度散熱需求越來越迫切 。

在電子設備中,熱一般是由電產生的,電流通過導體,由于電阻產生發熱,發出的熱量導致導體溫度升高,而一般導體的電阻率跟溫度成正相關,即導體越熱電阻越大,在電流不變的情況下,發熱功率也會變大,如此循環直到達到平衡。

Maxwell IcePak 雙向耦合熱分析的圖1

 

Maxwell 和icepak的耦合仿真可以進行雙向數據交換,實現雙向耦合。電磁仿真將發熱功率傳遞給熱仿真作為功率輸入,熱仿真將溫度結果輸入電磁仿真更新導體的電阻率,電磁仿真按照更新后的電阻率重新計算熱功率,如此循環,直到達到平衡。

這里使用一個實例來介紹如何實現這個過程。

假設有三根母排,每根母排通過有效值為1000A的50Hz的交流電,相鄰兩相間的相位差為120°,考察這三根排在空氣中自然對流的情況下的溫升情況。

Maxwell IcePak 雙向耦合熱分析的圖2

由于有集膚效應和臨界效應,電流在這三根排中是不均勻分布的,如下的電流密度矢量圖顯示

 

Maxwell IcePak 雙向耦合熱分析的圖3

一般中間相的發熱功率相對其它兩相來說是最大的,將電磁計算的發熱功率映射到icepak中。 Icepak計算這三根銅排在空氣中的自然對流情況下的冷卻情況

Maxwell IcePak 雙向耦合熱分析的圖4

再將icepak中的溫度映射回maxwell中

Maxwell IcePak 雙向耦合熱分析的圖5

Maxwell 按照這個新的溫度計算對應的電阻率,從而得到新的發熱功率。

再將發熱功率映射給icepak, 如此往復,直到icepak中的溫度不再變化,完成迭代。

例子雖然簡單,但過程是完整的,在下方將會有完整的逐步的步驟演示。

 

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