現在正當夏日最熱時，許多地區的室外溫度已經高達40度，很多時候我們站在室外甚至會有灼燒感。而現在人們常用的智能手機也是如此，高溫對于手機的使用影響非常大，隨著夏季溫度持續攀升,很多手機用戶都會遇到手機發燙嚴重的問題。

手機發燙的原因

我們平時玩游戲或者打電話時會發現手機很容易發燙，這是因為手機的中央處理器在高速運轉。處理器是一個高度集成的芯片，其中包括CPU中央處理器芯片和GPU圖像處理器芯片，還有藍牙、GPS、射頻等一系列芯片模塊，在高強度運轉時會散發出大量的熱量。

除此之外，現今智能手機的屏幕越來越大，內置軟件也越來越多，在同時運行多個軟件時耗電量會大大增加，散發的熱量也隨之越來越多，因此人們也會產生一種發燙容易使手機電量迅速下降的感覺。手機電池在持續高熱狀態下運行，其壽命也會受到影響。因此如何準確地計算出手機各關鍵部位的溫升值，對提高手機的壽命和安全性尤其重要。

現在供應商除了通過改善手機內部零件的材料散熱外，利用CAE仿真技術來精確分析手機運行的溫度變化是至關重要的技術手段。

熱仿真的優勢和實際應用

熱仿真技術是電子設備散熱技術的重要環節，可以在方案階段對 熱設計方案可行性、有效性進行全面分析，提高產品可靠性和一次設計成功率，為選擇費效比最優的散熱措施提供依據，減少設計、生產、再設計和再生產的費用，縮短高性能電子設備的研制周期。

以下分享一個利用仿真技術尋求手機散熱的最佳解決方案。

仿真模型建模

構建模型時，為了減少分析時的網格劃分，節省計算時間，因此采用構建參數而不構建實體的方式進行建模。

處理器的電源分布

設置參數

在建立模型時需要設置一些主參數：

（1）環境參數：模型外部環境溫度為25℃ 

（2）主要尺寸參數：按模型的外形尺寸建立；

（3）功耗參數：設置每個部件的功耗；

（4）材料參數：本模型工涉及金屬、塑膠、銅等材料，設置各自的導熱系數。

輸入參數分析獲取階躍響應的設置

模型驗證

模型驗證

工程師利用數學算法做準備的計算，其中包括：

（1）根據階躍響應的時間導數計算脈沖響應。

（2）采樣脈沖響應曲線。

（3）對采樣脈沖響應進行快速傅立葉變換（FFT）。

（4）使用快速傅立葉變換的低頻部分，并在兩個坐標中縮放，得到脈沖響應的采樣傅立葉變換。

（5）進行矢量擬合，得到狀態空間模型傳遞函數的極點和殘差。

（6）從傳遞函數中提取狀態空間模型。

輸出結果

得到結果為：

由軟件仿真計算結果可知，建立正確熱模型，可以快速測試設計效果和材料變化引起的效果，并從中提取幾個測試點與實驗數據進行比較，結果精度基本滿足工程需求，從而避免測試樣機導致的高成本和進度的延誤。熱設計工程師能夠利用仿真軟件進行準確仿真，從而無需制造樣機進行檢測，只需對最終產品樣本進行檢測即可。